A Araucaria angustifólia é uma conífera nativa do Brasil que apresenta sementes recalcitrantes. Devido a sua importância econômica, foi intensamente explorada ao longo dos anos, encontrando-se atualmente classificada como espécie em perigo crítico de extinção pela International Union for Conservation of Nature. A embriogênese somática apresenta-se como uma ferramenta biotecnológica de grande valia na propagação de espécies recalcitrantes e de difícil propagação, com aplicação em programas de conservação, reflorestamento, e melhoramento genético vegetal. Estudos comparativos dos processos de embriogênese somática e zigótica têm permitido o conhecimento dos fatores bioquímicos, fisiológicos e genéticos que controlam o desenvolvimento do embrião, e o estabelecimento as condições artificiais para o correto desenvolvimento embrionário in vitro. O objetivo deste trabalho foi estudar a participação do ácido salicílico como sinalizador do processo de embriogênese zigótica e somática em A. angustifólia. Para tanto foi determinado o conteúdo de ácido salicílico livre e conjugado ao longo da embriogênese zigótica, e o efeito de sua suplementação em culturas embriogênicas com diferentes potenciais para a maturação. Para a embriogênese somática, a presença do ácido salicílico foi correlacionada com a geração de óxido nítrico e espécies reativas de oxigênio , e com a expressão do gene \"Somatic Embryogenesis Receptor Kinase\" (AaSERK). Os resultados obtidos demonstram que: a) ocorre um maior conteúdo de ácido salicílico na forma livre e conjugada nas etapas iniciais da embriogênese zigótica; b) a suplementação de ácido salicílico, nas concentrações de 0,5 a 2 mM, inibiram a indução de culturas embriogênicas; c) culturas embriogênicas incubadas em ácido salicílico apresentaram redução da síntese endógena de espécies reativas de oxigênio e aumento no conteúdo de óxido nítrico; d) a redução de espécies reativas de oxigênio indicou uma relação dose dependente com o ácido salicílico; e) a adição de um doador de óxido nítrico e um sequestrador inibiram a produção de espécies reativas de oxigênio; f) a expressão do gene AaSERK atingiu o maior nível no período de quatro horas de incubação em 0,1 mM de AS / Araucaria angustifolia is a conifer native of Brazil with recalcitrant seeds. Due to its economic importance, the exploration has been extensively over the years, currently this specie is classified as critically endangered by the International Union for Conservation of Nature. Somatic embryogenesis is presented as a biotechnological tool of great value in the propagation of recalcitrant species and difficult to spread, with applications in conservation, reforestation programs, and plant breeding. Comparative studies of the processes of zygotic and somatic embryogenesis has allowed the knowledge of biochemical, physiological and genetic factors that control embryo development, and the establishment artificial conditions for proper embryonic development in vitro. The objective of this work was to study the role of salicylic acid as a marker of zygotic embryogenesis and somatic process in A. angustifolia. Thus, we determined the content of free salicylic acid and conjugated along the zygotic embryogenesis, and the effect of their supplementation with different potential embryogenic cultures for maturation. For somatic embryogenesis, the presence of salicylic acid was correlated with the generation of nitric oxide, reactive oxygen species and in the gene expression \"Somatic embryogenesis Receptor Kinase\" (AaSERK). The results show that: a) there is an increased content of salicylic acid in free and conjugated form in the initial stages of zygotic embryogenesis; b) salicylic acid supplementation, in concentrations from 0.5 to 2 mM, inhibited the induction of embryogenic cultures; c) embryos incubated in salicylic acid decreased endogenous synthesis of reactive oxygen species and increase in content of nitric oxide; d) the reduction of reactive oxygen species indicated a dose-dependent relationship with salicylic acid; e) the addition of a nitric oxide donor and a kidnapper inhibited the production of reactive oxygen species; f) the expression of the gene AaSERK reached the highest level in four hours of incubation in 0.1 mM AS

RESUMO A morte celular programada (PCD) é um processo vital que ocorre em todos os eucariotos. Em plantas, os mecanismos básicos que governam a PCD não estão esclarecidos. Sabe-se que a PCD em plantas é ativada pelo acúmulo de ácido salicílico e influxo de íons cálcio, bem como pela geração de ERO que ocorre nos cloroplastos e nas mitocôndrias. Além disso, as plantas possuem um grupo de proteases denominadas metacaspases, que assemelham-se estruturalmente com as caspases, proteínas que executam PCD em animais. Apesar destes conhecimentos, os mecanismos que governam a ativação da PCD são desconhecidos. Nesse contexto, o presente trabalho procurou investigar alguns fatores possivelmente envolvidos em PCD vegetal. Com esse objetivo, foram isoladas e caracterizadas mitocôndrias de cultura de células em suspensão de Rubus fruticosus. Foram avaliados os efeitos do Ca2+ e do AS sobre as funções mitocondriais, dentre elas a geração de ERO, diminuída pelo AS, porém aumentada por Ca2+. Um mecanismo foi proposto para explicar a diminuição de ERO pelo AS e as respostas observadas para AS e Ca2+ sobre as mitocôndrias são discutidas com base no possível envolvimento na PCD vegetal. A segunda parte do trabalho envolveu a expressão e caracterização de metacaspases (AtMCPs) em Arabidopsis thaliana. As proteases demonstraram autoprocessamento quando superexpressas in planta, assim como ocorre com as caspases em animais. A expressão de AtMCPs nesse modelo não produziu nenhum fenótipo de morte celular, sugerindo que o fenômeno ocorra por meio da integração de duas ou mais metacaspases. Foram estudadas também as propriedades biológicas de AtMCPs recombinantes em E. coli, demonstrando-se diferentes efeitos. Nossos estudos visam contribuir para a melhor compreensão de mecanismos básicos possivelmente envolvidos na PCD em plantas superiores. / ABSTRACT Programmed cell death (PCD) is a fundamental process that occurs in all eukaryotes. In plants, such phenomenon is not well understood. It is known that PCD in plants is activated through salicylic acid (SA) accumulation, Ca2+ ion fluxes, as well as reactive oxygen species (ROS) generation, which occurs mainly in chloroplasts and mitochondria. Besides, plants have a family of proteases, named metacaspases, which are proteases structurally similar to the caspases, members of proteins involved in animal PCD execution. In despite of this knowledge, the mechanism by which plant PCD is activated remains elusive. In this context, the aim of this work was to investigate some factors potentially involved in plant PCD. To this purpose, mitochondria from cell suspension cultures of Rubus fruticosus were isolated and characterized. It was investigated the effects of SA and Ca2+ on mitochondrial functions, as well. We have focused on ROS generation, which are important signals involved in plant PCD. It was shown that Ca2+ increased ROS generation, while SA decreases such production. A mechanism was proposed to explain the SA effects on isolated mitochondria, and the responses obtained from Ca2+ and SA addition on the organelle are discussed, based on the possible involvement of these effects in plant PCD. In the second part of this work, it was investigated the expression of metacaspases (AtMCPs) in the model plant Arabidopsis thaliana. The proteases have demonstrated self-processing when expressed in planta, similar to the animal caspases. Such expression did not cause any cell death phenotype, suggesting that PCD could be activated through the integration of two or more MCPs, if they are involved. It was investigated the effects of recombinant AtMCPs in E. coli, as well, demonstrating different responses. Our work contributes to a better understanding of factors potentially involved in plant PCD.

Os \"peelings\" químicos são formulações esfoliantes utilizadas na terapêutica de queratoses actínicas, rugas, discromias pigmentares, acne vulgar e rosácea. A solução de Jessner (SJ) é amplamente usada como agente em peelings químicos. Na presente pesquisa foram empregadas formulações farmacêuticas de SJ como amostras para a determinação quantitativa simultânea das substâncias ativas. A solução alcoólica é composta de resorcinol (14%), ácido salicílico (14%) e ácido láctico (14%). Duas amostras de gel são compostas de resorcinol (30%) e ácido salicílico (20%), respectivamente. Foram desenvolvidos e validados métodos espectrofotométricos na primeira e segunda derivada no UV para a quantificação de ácido salicílico e resorcinol, respectivamente na SJ, utilizando etanol como branco e foram desenvolvidos métodos espectrofotométricos na primeira derivada no UV para a quantificação de resorcinol e ácido salicílico nas amostras em gel, utilizando ácido sulfúrico 0,1 N como branco. Quando o etanol foi utilizado como branco, as curvas de calibração foram lineares em uma faixa de concentração de 22,0 a 34,0 µg/mL (resorcinol) e de 12,0 a 24,0 µg/mL (ácidos salicílico), para os métodos na segunda e primeira derivada no UV (usando etanol como branco), ambos com coeficientes de correlação de 0,9999. Quando o ácido sulfúrico 0,1N foi utilizado como branco, as curvas de calibração foram lineares em uma faixa de concentração de 18,0 a 42,0 µg/mL (resorcinol) e de 8,0 a 32,0 µg/mL (ácido salicílico), para o método na primeira derivada no UV com coeficientes de correlação de 0,9999 e 0,9998 respectivamente. Os resultados nas amostras alcoólicas de SJ (amostras A e B) foram 104,4% de resorcinol (DPR 0,83%) e 103,2% de ácido salicílico (DPR 0,68%) enquanto que nas amostras em gel (amostras E e F) foram 101,9% de resorcinol (DPR 0,34%) e as amostras em gel C e D, 100,7% de ácido salicílico (DPR 0,28%). / Chemical peelings are exfoliating formulations used in the treatment of actinic keratosis, wrinkles, dyschromies, acne vulgaris and rosacea acne.The Jessner Solution (JS) sample is widely used as chemical peeling agent. In this research we selected a JS pharmaceutical preparation for simultaneous quantitative determination of the active components. The alcoholic solution sample is composed of resorcinol (14%), salicylic acid (14%) and lactic acid (14%); two gel samples are composed of resorcinol (30%) and salicylic acid (20%), respectively. First and second derivative UV spectrophotometric methods were developed and validated for quantitative determination of salicylic acid and resorcinol, respectively. In JS alcoholic solution, ethanol was used as background. A first derivative UV spectrophotometric method was developed for quantitative determination of resorcinol and salicylic acid in gel samples using 0.1N sulfuric acid as background. Calibration curves were linear within a concentration range from 22.0 to 34.0 µg/mL (resorcinol) and from 12.0 to 24.0 µg/mL (salicylic acid), for second and first derivative UV spectrophotometric method (ethanol as background) with a correlation coefficients of 0.9999 and 0.9999, respectively. Calibration curves were linear within a concentration range from 18,0 to 42,0 µg/mL (resorcinol) and from 8.0 to 32.0 µg/mL (salicylic acid), for first derivative UV spectrophotometric method (0.1N sulfuric acid as background) with correlation coefficients of 0.9999 and 0.9998, respectively. The alcoholic samples of JS (sample A and B) presented 104.4% of resorcinol (RSD 0.83%) and 103.2% of salicylic acid (RSD 0.68%) while the gel samples (sample E and F) presented 101.9% of resorcinol (RSD 0.34%) and gel sample C and D, 100.7% of salicylic acid (RSD 0.28%).

Como os outros organismos, as plantas têm a habilidade de se defenderem através do reconhecimento de patógenos (resposta de hipersensibilidade - RH), causando a morte imediata das células no sítio primário da infecção, desta maneira oferecendo resistência ao seu crescimento. A RH é caracterizada pela necrose dos tecidos neste local, através de muitos sinais ainda não completamente elucidados, como a formação de radicais livres, incluindo o peróxido de hidrogênio (H2O2), e o reforço da parede celular. O objetivo deste estudo foi estabelecer a relação entre esses sinais em cultura de células de amora-preta (Rubus fruticosus). As condições experimentais para a análise da parede celular, das espécies reativas de oxigênio (EROs) e do H2O2 foram padronizadas. O polissacarídeo ácido (ramnoglucuronogalactana, F-I), o ácido salicílico (AS), e o metil jasmonato (MeJA), bem estabelecidos efetores da resposta da defesa, foram usados como elicitores. A produção das EROs e do H2O2 foram ativadas por F-I e pelo AS, seguidos da liberação de fragmentos de dissacarídeos da parede celular, aparentemente devido a sua degradação. Por outro lado, uma produção pequena de EROs e de H2O2 foram observadas na presença de MeJA, assim como um aumento de fragmentos de massa molecular mais elevada, que podem funcionar como sinais para o reforço da parede celular, indução de enzimas e para a produção de outra moléculas de defesa. Quando da elicitação, concomitante, com dois elicitores, AS + MeJA, houve a inibição da produção de EROs causada pelo MeJA e foi mantida a liberação de compostos extracelulares de massa molecular mais elevada. / Like the other organisms, plants have the ability to self-defend through recognition of pathogens (hypersensitive response - HR), causing immediate cell death at the primary infection site, thus offering resistance to their grown. The HR is characterized by necrosis of tissues in this site via many signals still not completely elucidated, like formation of free radicals including H2O2 and reinforcement of cell wall. The aim of this study was to establish the relationship between these signals in blackberry-black cell culture (Rubus fruticosus). The experimental conditions for analysis of cell wall, reactive oxygen species (ROS) and H2O2, were established. Acid polysaccharide (rhamnoglucuronogalactan, F-I), salicylic acid (SA), and methyl jasmonate (MeJA), well established effectors of the defense response, were used as elicitors. ROS and H2O2 production was activated by F-I and SA, followed by release of fragments like disaccharides from the cell wall, apparently due to its degradation. By contrast, a small production of ROS and H2O2 was observed in presence of MeJA, as well as an increase of high molecular weight fragments, that may function as signals for reinforcement of cell wall, enzyme induction and production of others defense molecules. Together, the two elicitors SA and MeJA inhibited the ROS production, caused by MeJA, while sustaining release of the extra cellular compounds of high molecular weight.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2017-02-07T16:48:16Z No. of bitstreams: 1 Daniel Oliveira Jordao do Amaral.pdf: 1158857 bytes, checksum: e7a95fb82b8780bf1c190ef328318925 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T16:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniel Oliveira Jordao do Amaral.pdf: 1158857 bytes, checksum: e7a95fb82b8780bf1c190ef328318925 (MD5) Previous issue date: 2007-06-14 / To identify tomato plant (Lycopersicon esculentum Mill), cv. BRH, genes which answer to plant pathogen Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici and salicylic acid, the carrier molecule for activation of responses of plant defense, it was used the suppression subtractive hybridization (SSH) technique, from leaf cDNAs, 24h after salicylic acid, library denominated AS, and root cDNA, 72h after inoculation with F. oxysporum f. sp. lycopersici, incompatible interaction, library denominated FO. This work represents the first report of global gene expression of tomato plant induced by salicylic acid and F. oxysporum f. sp. lycopersici, using SSH technique; it was identified a total of 307 clones in the two subtractive libraries, being 143 obtained in the AS library and 164 in the FO library. Probable functions for genes were obtained by sequencing of clones and subsequent homology research at datas. These isolated genes are involved in several processes related to resistance against plant pathogen such as: hypersensitive response, programmed cell death, synthesis and transport of antimicrobial metabolites, signal perception and transduction, synthesis of pathogenesis-related proteins, lipid metabolism and selective degradation of proteins. It was identified in FO library a higher number of defense-related genes (26%) than in AS library (24%). In relation to the number of genes encoding antimicrobial proteins, they were only found in FO library (7%). However, genes involved in secondary compound metabolism were higher in AS library (13%) in relation to FO library (4%). These genes related to controlled degradation of proteins were also higher in AS library (3%) than in FO library (1%). The results suggest that the resistance of tomato plant induced by salicylic acid and by plant pathogen occur by distinct mechanisms. / Com o propósito de identificar genes no tomateiro (Lycopersicon esculentum Mill), cv. BRH, que respondem ao fitopatógeno Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici e ao ácido salicílico, molécula mensageira na ativação de resposta de defesa em plantas, foi utilizada a técnica de hibridização subtrativa por supressão (HSS), a partir de cDNAs de folhas, 24h após o tratamento com ácido salicílico, biblioteca denominada (AS), e cDNAs de raízes, 72h após a inoculação com Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, interação incompatível, biblioteca denominada (FO). Esse trabalho representa o primeiro relato da expressão gênica global no tomateiro induzido pelo ácido salicílico e pelo F. oxysporum f. sp. lycopersici, utilizando a técnica HSS. Foram identificados um total de 307 clones nas duas bibliotecas subtraídas, sendo 143 clones obtidos na biblioteca (AS) e 164 clones na biblioteca FO. As prováveis funções dos genes foram obtidas pelo sequenciamento dos clones e subseqüente pesquisa de homologia em bancos de dados. Os genes encontrados estão envolvidos em diversos processos relacionados à resistência contra fitopatógenos como: resposta de hipersensibilidade, morte celular programada, síntese e transporte de metabólicos antimicrobianos, percepção e transdução de sinal, síntese de proteínas relacionadas à patogênese, metabolismo de lipídeos e degradação controlada de proteínas. Foram identificados na biblioteca FO um número maior de genes implicados em mecanismos de defesa (26%), do que na biblioteca AS (24%). Em relação ao número de genes codificadores de proteínas antimicrobianas foram encontrados apenas na biblioteca FO (7%). Entretanto, os genes envolvidos no metabolismo de compostos secundários foi maior na biblioteca AS (13%) em relação a biblioteca FO (4%). Os genes relacionados a degradação controlada de proteínas também foi maior na biblioteca AS (3%) do que na biblioteca FO (1%). Os resultados obtidos sugerem que a resistência no tomateiro induzido pelo ácido salicílico e pelo patógeno ocorre por mecanismos distintos.

Os \"peelings\" químicos são formulações esfoliantes utilizadas na terapêutica de queratoses actínicas, rugas, discromias pigmentares, acne vulgar e rosácea. A solução de Jessner (SJ) é amplamente usada como agente em peelings químicos. Na presente pesquisa foram empregadas formulações farmacêuticas de SJ como amostras para a determinação quantitativa simultânea das substâncias ativas. A solução alcoólica é composta de resorcinol (14%), ácido salicílico (14%) e ácido láctico (14%). Duas amostras de gel são compostas de resorcinol (30%) e ácido salicílico (20%), respectivamente. Foram desenvolvidos e validados métodos espectrofotométricos na primeira e segunda derivada no UV para a quantificação de ácido salicílico e resorcinol, respectivamente na SJ, utilizando etanol como branco e foram desenvolvidos métodos espectrofotométricos na primeira derivada no UV para a quantificação de resorcinol e ácido salicílico nas amostras em gel, utilizando ácido sulfúrico 0,1 N como branco. Quando o etanol foi utilizado como branco, as curvas de calibração foram lineares em uma faixa de concentração de 22,0 a 34,0 µg/mL (resorcinol) e de 12,0 a 24,0 µg/mL (ácidos salicílico), para os métodos na segunda e primeira derivada no UV (usando etanol como branco), ambos com coeficientes de correlação de 0,9999. Quando o ácido sulfúrico 0,1N foi utilizado como branco, as curvas de calibração foram lineares em uma faixa de concentração de 18,0 a 42,0 µg/mL (resorcinol) e de 8,0 a 32,0 µg/mL (ácido salicílico), para o método na primeira derivada no UV com coeficientes de correlação de 0,9999 e 0,9998 respectivamente. Os resultados nas amostras alcoólicas de SJ (amostras A e B) foram 104,4% de resorcinol (DPR 0,83%) e 103,2% de ácido salicílico (DPR 0,68%) enquanto que nas amostras em gel (amostras E e F) foram 101,9% de resorcinol (DPR 0,34%) e as amostras em gel C e D, 100,7% de ácido salicílico (DPR 0,28%). / Chemical peelings are exfoliating formulations used in the treatment of actinic keratosis, wrinkles, dyschromies, acne vulgaris and rosacea acne.The Jessner Solution (JS) sample is widely used as chemical peeling agent. In this research we selected a JS pharmaceutical preparation for simultaneous quantitative determination of the active components. The alcoholic solution sample is composed of resorcinol (14%), salicylic acid (14%) and lactic acid (14%); two gel samples are composed of resorcinol (30%) and salicylic acid (20%), respectively. First and second derivative UV spectrophotometric methods were developed and validated for quantitative determination of salicylic acid and resorcinol, respectively. In JS alcoholic solution, ethanol was used as background. A first derivative UV spectrophotometric method was developed for quantitative determination of resorcinol and salicylic acid in gel samples using 0.1N sulfuric acid as background. Calibration curves were linear within a concentration range from 22.0 to 34.0 µg/mL (resorcinol) and from 12.0 to 24.0 µg/mL (salicylic acid), for second and first derivative UV spectrophotometric method (ethanol as background) with a correlation coefficients of 0.9999 and 0.9999, respectively. Calibration curves were linear within a concentration range from 18,0 to 42,0 µg/mL (resorcinol) and from 8.0 to 32.0 µg/mL (salicylic acid), for first derivative UV spectrophotometric method (0.1N sulfuric acid as background) with correlation coefficients of 0.9999 and 0.9998, respectively. The alcoholic samples of JS (sample A and B) presented 104.4% of resorcinol (RSD 0.83%) and 103.2% of salicylic acid (RSD 0.68%) while the gel samples (sample E and F) presented 101.9% of resorcinol (RSD 0.34%) and gel sample C and D, 100.7% of salicylic acid (RSD 0.28%).

A aplicação de ar quente em videiras foi primeiramente realizada na fazenda do Sr. Florenzo Lazo, localizada no Chile, onde havia a necessidade de combater os efeitos negativos das freqüentes geadas que resultava em severos danos à lavoura. Por este motivo o Sr. Florenzo inventou uma máquina que aplicava ar quente com baixa umidade e tinha por objetivo dispersar o ar frio proveniente das geadas. Após certo tempo, foi observado pelo produtor que no local onde a máquina havia operado com maior frequência as plantas apresentavam-se com uma coloração mais escura e com sinais de maior vitalidade. Seguindo estas observações, relacionamos estes efeitos a um possível aumento nos fito-hormônios relacionados ao estresse vegetal e à SAR (Systemic Resistence Adquired), como o ácido salicílico (AS), ácido jasmônico (AJ) e ácido abscísico (ABA), além de fazer uma correlação com alguns resultados de pós-colheita importantes para a comercialização, como: Sólidos solúveis, firmeza e coloração. Para isso foi montado um experimento que foi conduzido em duas parcelas, sendo uma com tratamento TPC e outra apenas com o tratamento convencional com distância padronizada em 3,2 metros entre linhas por 2,0 metros entre planta. As amostras eram coletadas diariamente e devidamente acondicionadas. Ao final da safra, as amostras foram transportadas para o laboratório de estresse e neurofisiologia da universidade de São Paulo (LEPSE), onde foram novamente armazenadas em um Ultra-freezer - 86ºC. As analises fisiológicas de pós-colheita foram realizadas no departamento de pós-colheita da universidade de São Paulo onde foram analisados os teores de sólidos solúveis, coloração e firmeza das bagas de uva. As amostras de folhas foram maceradas e uniformizadas no LEPSE e enviadas para o laboratório de ecotoxicologia do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA) onde foram mensurados os teores dos fito-hormônios pelo método de espectrometria de massa. Para ambas as analises foram feitos testes estatísticos utilizando o programa SAS®. Não houve alteração de SS e firmeza entre os dois tratamentos para as características fisiológicas de póscolheita. Entretanto foi notado uma redução na coloração avermelhada para os cachos tratados com TPC seguindo o sistema de colorimetria proposto pelo CIE. Não houve alterações significantes para as variáveis ABA, AJ e AS para o efeito tratamento e para a analise de correlação. Entretanto notou-se significância entre o efeito dias para as variáveis ABA e AJ. Não foi notada significância para o efeito dias para a variável AS. Por se tratar de um estresse rápido, a TPC parece não causar estresse imediato nas plantas, entretanto notou-se indução de estresse ao longo do tempo, possivelmente devido à resposta lenta de ABA que aparentemente está envolvida com RNA e à síntese de proteínas S e R- ABA que são igualmente efetivas. Já para o AJ sugere-se que houve a produção de H2O2 por derivados de oligogalacturonideos, liberados por ação da enzima poligalacturonase, e um segundo mensageiro que ativam genes defensivos (genes tardios). O aumento na biossíntese do ABA e do AJ parece ter suprimido genes envolvidos na biossíntese do AS. / The application of hot air in grapevines was first held on the farm of Mr. Florenzo Lazo, located in Chile, to combat the negative effects of frequent frosts that resulted in severe damage to the crop. For this reason Mr. Florenzo invented a machine that applied hot air with low humidity and aimed to disperse the cold air from the frost. After a while, it was observed by the producer that where the machine had operated more frequently plants showed up with a darker and more signs of vitality. Following these observations, these effects relate to a possible increase in phytohormones related to plant stress and SAR (Systemic Resistance Adquired), such as salicylic acid (AS), jasmonic acid (AJ) and abscisic acid (ABA), besides making a correlation with results of some important postharvest for marketing, such as soluble solids, firmness and color. For this experiment was created that was conducted in two installments, the first one was treated with TPC and second one was applied only conventional treatment with standardized distance of 3.2 meters between lines by 2.0 meters between plant . The samples were collected daily and properly packed. At the end of the season, samples were transported to the laboratory stress and neurophysiology from the University of São Paulo (LEPSE), where they were again stored in an Ultra-freezer - 86 degrees. The physiological analyses of post-harvest were performed at the Department of Postharvest in University of Sao Paulo where we analyzed the levels of soluble solids, firmness and color in grape berries. The leaf samples were uniform macerated at LEPSE and sent to the laboratory of ecotoxicology in the Center for Nuclear Energy in Agriculture (CENA) where we measured the levels of the phytohormones by the method of mass spectrometry. For both analyzes were performed statistical tests using SAS ® program. There wasn`t change between the two treatments on physiological post-harvest characteristics. There was no change of SS and firmly between the two treatments for the physiological of post-harvest characteristics. However it was noted a reduction in red color for bunches treated with TPC following the colorimetry system by CIE. There were no significant changes to the variables ABA, AJ and AS for the treatment effect and to analyze the correlation. However significance was noted between the effect variables ABA days and AJ. No significant effect was noted for days variable for AS. Since it is a stress fast TPC does not seem to cause immediate stress in plants but it was noticed induction of stress over time, possibly due to slow response to ABA which apparently is involved in the synthesis of RNA and proteins S and R-ABA that are equally effective. As for AJ suggests that there was the production of H2O2 by derivatives of oligogalacturonides, released by action of the enzyme polygalacturonase, and a second messenger that activates defensive genes (late genes). The increase in ABA biosynthesis and AJ appears to have deleted genes involved in the biosynthesis of AS.

Como os outros organismos, as plantas têm a habilidade de se defenderem através do reconhecimento de patógenos (resposta de hipersensibilidade - RH), causando a morte imediata das células no sítio primário da infecção, desta maneira oferecendo resistência ao seu crescimento. A RH é caracterizada pela necrose dos tecidos neste local, através de muitos sinais ainda não completamente elucidados, como a formação de radicais livres, incluindo o peróxido de hidrogênio (H2O2), e o reforço da parede celular. O objetivo deste estudo foi estabelecer a relação entre esses sinais em cultura de células de amora-preta (Rubus fruticosus). As condições experimentais para a análise da parede celular, das espécies reativas de oxigênio (EROs) e do H2O2 foram padronizadas. O polissacarídeo ácido (ramnoglucuronogalactana, F-I), o ácido salicílico (AS), e o metil jasmonato (MeJA), bem estabelecidos efetores da resposta da defesa, foram usados como elicitores. A produção das EROs e do H2O2 foram ativadas por F-I e pelo AS, seguidos da liberação de fragmentos de dissacarídeos da parede celular, aparentemente devido a sua degradação. Por outro lado, uma produção pequena de EROs e de H2O2 foram observadas na presença de MeJA, assim como um aumento de fragmentos de massa molecular mais elevada, que podem funcionar como sinais para o reforço da parede celular, indução de enzimas e para a produção de outra moléculas de defesa. Quando da elicitação, concomitante, com dois elicitores, AS + MeJA, houve a inibição da produção de EROs causada pelo MeJA e foi mantida a liberação de compostos extracelulares de massa molecular mais elevada. / Like the other organisms, plants have the ability to self-defend through recognition of pathogens (hypersensitive response - HR), causing immediate cell death at the primary infection site, thus offering resistance to their grown. The HR is characterized by necrosis of tissues in this site via many signals still not completely elucidated, like formation of free radicals including H2O2 and reinforcement of cell wall. The aim of this study was to establish the relationship between these signals in blackberry-black cell culture (Rubus fruticosus). The experimental conditions for analysis of cell wall, reactive oxygen species (ROS) and H2O2, were established. Acid polysaccharide (rhamnoglucuronogalactan, F-I), salicylic acid (SA), and methyl jasmonate (MeJA), well established effectors of the defense response, were used as elicitors. ROS and H2O2 production was activated by F-I and SA, followed by release of fragments like disaccharides from the cell wall, apparently due to its degradation. By contrast, a small production of ROS and H2O2 was observed in presence of MeJA, as well as an increase of high molecular weight fragments, that may function as signals for reinforcement of cell wall, enzyme induction and production of others defense molecules. Together, the two elicitors SA and MeJA inhibited the ROS production, caused by MeJA, while sustaining release of the extra cellular compounds of high molecular weight.

RESUMO A morte celular programada (PCD) é um processo vital que ocorre em todos os eucariotos. Em plantas, os mecanismos básicos que governam a PCD não estão esclarecidos. Sabe-se que a PCD em plantas é ativada pelo acúmulo de ácido salicílico e influxo de íons cálcio, bem como pela geração de ERO que ocorre nos cloroplastos e nas mitocôndrias. Além disso, as plantas possuem um grupo de proteases denominadas metacaspases, que assemelham-se estruturalmente com as caspases, proteínas que executam PCD em animais. Apesar destes conhecimentos, os mecanismos que governam a ativação da PCD são desconhecidos. Nesse contexto, o presente trabalho procurou investigar alguns fatores possivelmente envolvidos em PCD vegetal. Com esse objetivo, foram isoladas e caracterizadas mitocôndrias de cultura de células em suspensão de Rubus fruticosus. Foram avaliados os efeitos do Ca2+ e do AS sobre as funções mitocondriais, dentre elas a geração de ERO, diminuída pelo AS, porém aumentada por Ca2+. Um mecanismo foi proposto para explicar a diminuição de ERO pelo AS e as respostas observadas para AS e Ca2+ sobre as mitocôndrias são discutidas com base no possível envolvimento na PCD vegetal. A segunda parte do trabalho envolveu a expressão e caracterização de metacaspases (AtMCPs) em Arabidopsis thaliana. As proteases demonstraram autoprocessamento quando superexpressas in planta, assim como ocorre com as caspases em animais. A expressão de AtMCPs nesse modelo não produziu nenhum fenótipo de morte celular, sugerindo que o fenômeno ocorra por meio da integração de duas ou mais metacaspases. Foram estudadas também as propriedades biológicas de AtMCPs recombinantes em E. coli, demonstrando-se diferentes efeitos. Nossos estudos visam contribuir para a melhor compreensão de mecanismos básicos possivelmente envolvidos na PCD em plantas superiores. / ABSTRACT Programmed cell death (PCD) is a fundamental process that occurs in all eukaryotes. In plants, such phenomenon is not well understood. It is known that PCD in plants is activated through salicylic acid (SA) accumulation, Ca2+ ion fluxes, as well as reactive oxygen species (ROS) generation, which occurs mainly in chloroplasts and mitochondria. Besides, plants have a family of proteases, named metacaspases, which are proteases structurally similar to the caspases, members of proteins involved in animal PCD execution. In despite of this knowledge, the mechanism by which plant PCD is activated remains elusive. In this context, the aim of this work was to investigate some factors potentially involved in plant PCD. To this purpose, mitochondria from cell suspension cultures of Rubus fruticosus were isolated and characterized. It was investigated the effects of SA and Ca2+ on mitochondrial functions, as well. We have focused on ROS generation, which are important signals involved in plant PCD. It was shown that Ca2+ increased ROS generation, while SA decreases such production. A mechanism was proposed to explain the SA effects on isolated mitochondria, and the responses obtained from Ca2+ and SA addition on the organelle are discussed, based on the possible involvement of these effects in plant PCD. In the second part of this work, it was investigated the expression of metacaspases (AtMCPs) in the model plant Arabidopsis thaliana. The proteases have demonstrated self-processing when expressed in planta, similar to the animal caspases. Such expression did not cause any cell death phenotype, suggesting that PCD could be activated through the integration of two or more MCPs, if they are involved. It was investigated the effects of recombinant AtMCPs in E. coli, as well, demonstrating different responses. Our work contributes to a better understanding of factors potentially involved in plant PCD.

A aplicação de ar quente em videiras foi primeiramente realizada na fazenda do Sr. Florenzo Lazo, localizada no Chile, onde havia a necessidade de combater os efeitos negativos das freqüentes geadas que resultava em severos danos à lavoura. Por este motivo o Sr. Florenzo inventou uma máquina que aplicava ar quente com baixa umidade e tinha por objetivo dispersar o ar frio proveniente das geadas. Após certo tempo, foi observado pelo produtor que no local onde a máquina havia operado com maior frequência as plantas apresentavam-se com uma coloração mais escura e com sinais de maior vitalidade. Seguindo estas observações, relacionamos estes efeitos a um possível aumento nos fito-hormônios relacionados ao estresse vegetal e à SAR (Systemic Resistence Adquired), como o ácido salicílico (AS), ácido jasmônico (AJ) e ácido abscísico (ABA), além de fazer uma correlação com alguns resultados de pós-colheita importantes para a comercialização, como: Sólidos solúveis, firmeza e coloração. Para isso foi montado um experimento que foi conduzido em duas parcelas, sendo uma com tratamento TPC e outra apenas com o tratamento convencional com distância padronizada em 3,2 metros entre linhas por 2,0 metros entre planta. As amostras eram coletadas diariamente e devidamente acondicionadas. Ao final da safra, as amostras foram transportadas para o laboratório de estresse e neurofisiologia da universidade de São Paulo (LEPSE), onde foram novamente armazenadas em um Ultra-freezer - 86ºC. As analises fisiológicas de pós-colheita foram realizadas no departamento de pós-colheita da universidade de São Paulo onde foram analisados os teores de sólidos solúveis, coloração e firmeza das bagas de uva. As amostras de folhas foram maceradas e uniformizadas no LEPSE e enviadas para o laboratório de ecotoxicologia do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA) onde foram mensurados os teores dos fito-hormônios pelo método de espectrometria de massa. Para ambas as analises foram feitos testes estatísticos utilizando o programa SAS®. Não houve alteração de SS e firmeza entre os dois tratamentos para as características fisiológicas de póscolheita. Entretanto foi notado uma redução na coloração avermelhada para os cachos tratados com TPC seguindo o sistema de colorimetria proposto pelo CIE. Não houve alterações significantes para as variáveis ABA, AJ e AS para o efeito tratamento e para a analise de correlação. Entretanto notou-se significância entre o efeito dias para as variáveis ABA e AJ. Não foi notada significância para o efeito dias para a variável AS. Por se tratar de um estresse rápido, a TPC parece não causar estresse imediato nas plantas, entretanto notou-se indução de estresse ao longo do tempo, possivelmente devido à resposta lenta de ABA que aparentemente está envolvida com RNA e à síntese de proteínas S e R- ABA que são igualmente efetivas. Já para o AJ sugere-se que houve a produção de H2O2 por derivados de oligogalacturonideos, liberados por ação da enzima poligalacturonase, e um segundo mensageiro que ativam genes defensivos (genes tardios). O aumento na biossíntese do ABA e do AJ parece ter suprimido genes envolvidos na biossíntese do AS. / The application of hot air in grapevines was first held on the farm of Mr. Florenzo Lazo, located in Chile, to combat the negative effects of frequent frosts that resulted in severe damage to the crop. For this reason Mr. Florenzo invented a machine that applied hot air with low humidity and aimed to disperse the cold air from the frost. After a while, it was observed by the producer that where the machine had operated more frequently plants showed up with a darker and more signs of vitality. Following these observations, these effects relate to a possible increase in phytohormones related to plant stress and SAR (Systemic Resistance Adquired), such as salicylic acid (AS), jasmonic acid (AJ) and abscisic acid (ABA), besides making a correlation with results of some important postharvest for marketing, such as soluble solids, firmness and color. For this experiment was created that was conducted in two installments, the first one was treated with TPC and second one was applied only conventional treatment with standardized distance of 3.2 meters between lines by 2.0 meters between plant . The samples were collected daily and properly packed. At the end of the season, samples were transported to the laboratory stress and neurophysiology from the University of São Paulo (LEPSE), where they were again stored in an Ultra-freezer - 86 degrees. The physiological analyses of post-harvest were performed at the Department of Postharvest in University of Sao Paulo where we analyzed the levels of soluble solids, firmness and color in grape berries. The leaf samples were uniform macerated at LEPSE and sent to the laboratory of ecotoxicology in the Center for Nuclear Energy in Agriculture (CENA) where we measured the levels of the phytohormones by the method of mass spectrometry. For both analyzes were performed statistical tests using SAS ® program. There wasn`t change between the two treatments on physiological post-harvest characteristics. There was no change of SS and firmly between the two treatments for the physiological of post-harvest characteristics. However it was noted a reduction in red color for bunches treated with TPC following the colorimetry system by CIE. There were no significant changes to the variables ABA, AJ and AS for the treatment effect and to analyze the correlation. However significance was noted between the effect variables ABA days and AJ. No significant effect was noted for days variable for AS. Since it is a stress fast TPC does not seem to cause immediate stress in plants but it was noticed induction of stress over time, possibly due to slow response to ABA which apparently is involved in the synthesis of RNA and proteins S and R-ABA that are equally effective. As for AJ suggests that there was the production of H2O2 by derivatives of oligogalacturonides, released by action of the enzyme polygalacturonase, and a second messenger that activates defensive genes (late genes). The increase in ABA biosynthesis and AJ appears to have deleted genes involved in the biosynthesis of AS.