Made available in DSpace on 2016-12-08T16:44:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV11MA085.pdf: 493291 bytes, checksum: 443e42428e01544f934f2dba907346aa (MD5) Previous issue date: 2011-07-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The bean is of the great importance in Brazil, and consumed in all states of the country. Its growing occur in virtually every month of the year, which affects a variety of weather conditions. In the Santa Catarina plateau, the stress by low temperatures in the period after sowing, affects drastically the crop, making the startup of the plant causing losses to farmers. When sowing in conditions of stress, the seeds of many genotypes deteriorate and do not develops a plant. However, seeds of other genotypes have the ability to produce uniform plants. This ability is due to a set of genes, which when subjected to an adverse environment, it expresses and confers tolerance to the plant, making the genotype that carriers these genes, a valuable source for breeding programs. The identification of these genotypes, as well as the mining of these genes that confer this phenotype, are essential for adaptation of the bean to cold regions. For this, a modern technique of isolation of genes expressed in a particular situation, the Suppressive Subtractive Hybridization Followed by PCR (SSH), can help in this search. Therefore, this project had the purpose of submitting bean genotypes for low temperature stress, break them into tolerant and sensitive, and then unravel the genes differentially expressed in contrasting genotypes by sequencing cDNA libraries. Initially bean genotypes were subjected to germination on the temperatures of 10 0C and 25 0C in a randomized block experimental design with three replications. They were then evaluated according to the index of the germination velocity, length of the aerial parts and the roots, fresh weight of the aerial parts and the roots, and dry mass of the aerial parts and the roots. Data were subjected to analysis of variance, followed by the comparison of means test. After the identification of genotypes tolerant and sensitive to cold, extraction of total RNA was performed with these genotypes, followed by SSH to isolate the genes of interest. These fragments were then cloned into specific vectors and sequenced by the Sanger method. The results revealed the presence of variability among genotypes when subjected to stress by low temperatures. It was possible to discriminate genotype IAPAR 81 as tolerant, considering that it showed results superior to the other genotypes. The Pérola genotype was considered as sensitive to cold. After the SSH technique, were found differentially expressed fragments in the tolerant genotype, as well as sensitive, but less intense. The sequencing of the cDNA library clones of the IAPAR 81 genotype, revealed that 92.4% of the sequences showed homology with those already deposited in the database (Genbank), and to 7.6% of the sequences, not homology was found, which may also correspond to genes not identified and that are closely related to stress tolerance by low temperatures in beans on germination period / O feijão tem grande importância no Brasil, sendo consumido em todos os Estados e cultivado praticamente em todos os meses do ano, o que condiciona uma diversidade de condições climáticas. No planalto catarinense o estresse por baixas temperaturas após a semeadura afeta negativamente a cultura, dificultando o arranque inicial das plantas. Assim, a identificação de genótipos portadores de genes que conferem a tolerância a este estresse é de grande valiosa para programas de melhoramento. Para tanto, a técnica de isolamento de genes numa determinada situação, a Hibridação Subtrativa Supressiva Seguida por PCR (SSH), pode auxiliar nesta identificação. Assim, este projeto teve como objetivos, submeter genótipos de feijão ao estresse por baixa temperatura, discriminá-los em tolerantes e sensíveis, e posteriormente estudar os genes diferencialmente expressos nos genótipos mais contrastantes por meio do seqüenciamento de bibliotecas de cDNA. Inicialmente genótipos de feijão foram germinados sobre duas temperaturas, 10 0C e 25 0C, num delineamento experimental de blocos casualizados com três repetições. Em seguida foram avaliados o índice de velocidade de germinação, o comprimento da parte aérea e das raízes, a massa fresca da parte aérea e das raízes, e a massa seca da parte aérea e das raízes. Os dados foram submetidos a análise de variância seguida do teste de comparação de médias. Após a identificação do genótipo tolerante e sensível ao frio, foram realizadas as extrações de RNA total destes genótipos nas duas temperaturas de germinação, totalizando quatro amostras. Em seguida procedeu-se a SSH para isolar os genes de interesse. Os fragmentos obtidos foram clonados em vetor p-GEM e seqüenciados pelo método Sanger. Os resultados revelaram variabilidade quanto ao caráter tolerância ao frio entre os genótipos avaliados, quando submetidos ao estresse, sendo possível discriminá-los. O genótipo IAPAR 81 por apresentar comportamento superior aos demais genótipos foi classificado como tolerante, e o genótipo Pérola devido seu desempenho insatisfatório, como sensível ao frio. Após a SSH, foram observados fragmentos diferencialmente expressos no genótipo tolerante, bem como no sensível, porém em menor intensidade. O seqüenciamento dos clones da biblioteca de cDNA do genótipo IAPAR 81 revelou que 92,4% das seqüências apresentaram homologia com as já depositadas no banco de dados (Genbank), e para 7,6% das seqüências não foi encontrada homologia, podendo estas corresponderem a fragmentos de genes ainda não identificados e que podem estar intimamente relacionados a tolerância ao estresse por baixas temperaturas em feijão no período da germinação

Submitted by Camila Baptista do Amaral (camila.agro07@gmail.com) on 2018-04-10T02:12:53Z No. of bitstreams: 1 Tese_completa_FF.pdf: 1170751 bytes, checksum: 2e9767421fbf6acfef2ea2d84ef19a67 (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2018-04-10T11:30:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 amaral_cb_dr_jabo.pdf: 1170751 bytes, checksum: 2e9767421fbf6acfef2ea2d84ef19a67 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-10T11:30:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 amaral_cb_dr_jabo.pdf: 1170751 bytes, checksum: 2e9767421fbf6acfef2ea2d84ef19a67 (MD5) Previous issue date: 2018-03-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Altas doses de nitrogênio são necessárias para atingir elevadas produtividades na cultura do milho, e o uso de genótipos eficientes no uso de nitrogênio permitiria atingir tais produtividades utilizando menor quantidade de fertilizantes nitrogenados. O objetivo do trabalho foi caracterizar sintéticos de milho quanto à eficiência de uso de nitrogênio e estudar as correlações entre os componentes da eficiência. Para caracterizar os sintéticos a campo, foram conduzidos experimentos na safra 2015/2016 e 2016/2017. Doze sintéticos e duas testemunhas comerciais (AL Avaré e Ipanema) foram cultivadas sob alta e baixa disponibilidade de nitrogênio em cada uma das safras, totalizando quatro experimentos. Sob baixa disponibilidade de nitrogênio, apenas 24 kg ha-1 do elemento foram aplicados na semeadura, enquanto que sob alta disponibilidade, a adubação nitrogenada foi constituída de 24 kg ha-1 na semeadura e 120 kg ha-1 em cobertura no estádio V4-5. Os experimentos foram conduzidos no delineamento de blocos ao acaso, e foram avaliados o índice do conteúdo de clorofila, acamamento, prolificidade e produtividade de grãos. A disponibilidade de nitrogênio alterou o índice do conteúdo de clorofila dos sintéticos, sendo que maiores valores foram observados sob alta disponibilidade de nitrogênio. Todas os sintéticos foram considerados adequados para cultivo sob baixa disponibilidade de nitrogênio, pois não houve diferença entre alta e baixa disponibilidade para os caracteres acamamento, prolificidade e produtividade de grãos. Considerando todos os caracteres estudados, dois sintéticos foram identificados como superiores, por apresentarem altos valores de índice de conteúdo de clorofila, resistência ao acamamento, prolificidade e produtividade de grãos, com desempenho superior às testemunhas. A fim de estudar os caracteres relacionados com a eficiência de uso de nitrogênio, dois sintéticos e uma testemunha, AL Avaré, foram cultivados em vasos, sob níveis contrastantes de disponibilidade de nitrogênio. Sob baixa disponibilidade, foram aplicados 100 mg dm-3 de nitrogênio em cada vaso na semeadura, e sob alta disponibilidade, foram aplicados 100 mg dm-3 por vaso na semeadura, 150 mg dm-3 em V3 e 150 mg dm-3 em V5. O experimento foi conduzido no delineamento de blocos ao acaso, em esquema fatorial 3x2. Foram avaliados o índice do conteúdo de clorofila, massa seca da parte aérea, massa seca da raiz, eficiência de absorção, eficiência de utilização e eficiência de uso de nitrogênio. O índice de conteúdo de clorofila diferiu entre os níveis contrastantes de nitrogênio, mas não entre os sintéticos. A massa seca da parte aérea foi diminuída pela baixa disponibilidade de nitrogênio, enquanto a resposta dos sintéticos para massa seca da raiz foi variável em função da disponibilidade de nitrogênio. Houve correlação forte e positiva entre eficiência de absorção e eficiência de uso de nitrogênio, sendo que a eficiência de absorção foi correlacionada com a massa seca das raízes. / High doses of nitrogen are necessary to reach high yields in maize crop, and the use of genotypes efficient in the use of nitrogen would allow to reach such productivities using less amount of nitrogen fertilizers. The objective of this work was to characterize maize synthetics as to nitrogen use efficiency and to study the correlations between the efficiency components. To characterize the synthetic in a field level, experiments were conducted in 2015/2016 and 2016/2017 seasons. Twelve synthetics and two commercial control (AL Avaré and Ipanema) were cultivated under high and low nitrogen availability in each of the seasons, totalizing four experiments. Under low nitrogen availability, only 24 kg ha-1 of the element were applied at sowing, while under high availability, nitrogen fertilization consisted of 24 kg ha-1 at sowing and 120 kg ha-1 topdressed at the V4-5. The experiments were conducted in a randomized complete block design, and the chlorophyll content index, lodging, prolificacy and grain yield were evaluated. The nitrogen availability altered the chlorophyll content index of the synthetic, and higher values were observed under high nitrogen availability. All the synthetics were considered suitable for cultivation under low nitrogen availability, since there was no difference between high and low availability for lodging, prolificacy and grain yield. Considering all the traits studied, two synthetics were identified as superior, because they presented high values of chlorophyll content index, lodging resistance, prolificacy and grain yield, with superior performance to the control. In order to study the traits related to nitrogen use efficiency, two synthetics and one control, AL Avaré, were grown in pots, under contrasting levels of nitrogen availability. Under low availability, 100 mg dm-3 of nitrogen was applied to each pot at sowing, and under high availability, 100 mg dm-3 per pot was applied at sowing, 150 mg dm-3 at V3 and 150 mg dm-3 at V5. The experiment was conducted in a randomized complete block design, in a 3x2 factorial scheme. The chlorophyll content index, shoot dry mass, root dry mass, uptake efficiency, utilization efficiency and nitrogen use efficiency were evaluated. The chlorophyll content index differed between the contrasting levels of nitrogen, but not among the synthetics. The shoot dry mass was diminished by the low nitrogen availability, while the response of the synthetics to root dry mass was variable as a function of the nitrogen availability. There was a strong and positive correlation between uptake efficiency and nitrogen use efficiency, and the uptake efficiency was correlated with the root dry mass.

Orientadora: Durvalina Maria Mathias dos Santos / Banca: Raffaella Rossetto / Banca: Marcelo de Almeida Silva / Banca: Marcos Omir Marques / Banca: David Ariovaldo Banzatto / Resumo: No presente trabalho foi verificado o ajuste osmótico no crescimento inicial de cana-de-açúcar, cv. IAC91-5155, sob efeito da interação dos estresses hídrico e ácido no solo. Para tanto, foram quantificados os teores de três solutos compatíveis, prolina, glicina betaína e trealose. Também foi estudada a atividade da nitrato redutase e os teores de clorofilas. O estudo de todas estas variáveis teve por objetivo propor a utilização destes compostos como indicadores fisiológicos de aclimatação da cana-deaçúcar sob efeito da interação de ambos os estresses. O experimento foi realizado em casa de vegetação com 29,7±4,3oC e 75±10 UR%. Foram utilizados três tratamentos de disponibilidade hídrica (capacidade de campo, CC): controle (70%), estresse moderado (55%) e estresse severo (40%) e três tratamentos de acidez no solo (saturação por bases, V%): controle (55%), média acidez (33%) e alta acidez (23%). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados em esquema fatorial 3x3, com quatro repetições. Após 60 dias sob estresses foram determinados os teores dos solutos compatíveis, a atividade da nitrato redutase e os teores das clorofilas. Os resultados mostram que houve acúmulo dos três solutos compatíveis evidenciando que ocorreu ajuste osmótico. Prolina e glicina betaína são indicadores fisiológicos do efeito da interação de ambos os estresses enquanto trealose é indicadora apenas para o estresse hídrico. Também, a atividade da nitrato redutase pode ser utilizada como indicador do estresse hídrico e os teores das clorofilas a, b e total para os estresses hídrico ou ácido. A massa de matéria seca da parte aérea, o número de folhas e a área foliar das plantas jovens de cana-de-açúcar, ajustadas osmoticamente, são reduzidos pelos estresses. Os efeitos interativos de ambos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this present work was verified the osmotic adjustment in the initial plant growth sugarcane cv. IAC91-5155 under interaction effect of water and acid stress in the soil. For this, were quantified three compatible solutes content, as follows: proline, glycine betaine and trehalose. It was verified also the nitrate reductase activity as well the chlorophyll content. The study of all parameters aimed to propose the use components as physiological indicators to acclimation of sugarcane plants under interaction the both stress. The experiment was carried out in a greenhouse under 29.7±4.3oC and 75±10%. Three water availability treatments (Field Capacity - FC%): control (70%), moderate stress (55%), and extreme stress (40%) and three soil acidification treatment (Base Saturation - BS%): control (55%), average acidity (33%), and high acidity (23%) were used. The experimental design used was the randomized blocks in a 3x3 factorial scheme and four replicates. After sixty days under stress were determined compatible solutes, nitrate reductase and chlorophyll content. Our results showed that there was the accumulation of three compatible solutes exhibiting osmotic adjustment. Glycine betaine and proline are both physiologic indicators of stresses interaction effect whereas trehalose indicates only water stress. The nitrate reductase activity can be used as water stress indicator and chlorophylls a, b and total are indicators to water or acid stress. The dry mass of shoot part, leaves number and leaf area are significantly reduced by stress in young sugarcane plants adjusted osmotically. The interaction of stresses cause decrease of dry mass while water stress reduces leaves number and leaf area. / Doutor

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / In this study were characterized biochemical and physiological mechanisms arising from photoinhibition that act in the modulation of photochemical activity and oxidative protection, helping to reduce photo oxidative damage in response to drought and high light stresses in cashew plants. The seedlings were obtained from seeds and grown in substrates by mixing sand and vermiculite (ratio 1:1) in plastic bags, with a volume of 2 liters. Drought stress was imposed by withholding the water supply to the plants ( 20 days) in greenhouse conditions. For exposure to light treatments and recovery to the light effect, the plants were placed in a chamber with controlled conditions of relative humidity (60% Â5) and temperature (30ÂC Â2). The plants subjected to drought stress showed a marked decrease in photosynthesis when exposed to excess light (combination of drought with high luminosity), compared with those irrigated. This higher sensitivity of CO2 fixation to excess light on plants under drought was associated with a higher intensity of damage to the photochemical apparatus, as indicated by measures of effective quantum efficiency and apparent electron transport rate. The data show that the reduction of photosynthetic activity in response to excess light, has been attributed in part to process photoinhibition occurred under these conditions as shown by a drastic reduction in potential maximum quantum efficiency of PSII (given by Fv/Fm ratio). The results also suggest that the intense photoinhibition, triggered by excess light, may have assisted in photoprotection, because under these conditions there was no oxidative damage, as indicated by the absence of changes in H2O2 content and lipid peroxidation (TBARS content). This photochemistry protection, assigned to photoinhibition in this study, is enhanced due to non-occurrence of dissipation of excess energy through non-photochemical quenching (NPQ), because this mechanism did not show significant changes after long periods of exposure to excessive light. However, the energy dissipation through NPQ in response to short time of exposure to excessive light, observed here indicates that when the PSII activity is normal this mechanism is essential to the protection photochemistry. The role of photoinhibition for photo oxidative protection can be attributed to the effect of this process on reducing the activity of PSII and consequent lower photochemical activity, resulting in lower electron transfer. This suggestion is also reiterated in this study based on the reduction of the content of D1 protein, a major component of structural and functional PSII, and plastocyanin (PC), another major carrier of electrons. The modulation these proteins content may have contributed to restrict the formation of ROS and consequent oxidative damage under conditions inducing photo oxidatives stress such as drought associated with high luminosities, in this species. / No presente estudo foram caracterizados mecanismos bioquÃmicos e fisiolÃgicos decorrentes da fotoinibiÃÃo e que atuam na modulaÃÃo da atividade fotoquÃmica e da proteÃÃo oxidativa, auxiliando na reduÃÃo de danos fotoxidativos, em reposta aos estresses de seca e luminosidade elevada em cajueiro. As mudas foram obtidas a partir de sementes e cultivadas em substrato composto pela mistura de areia e vermiculita (proporÃÃo 1:1) em sacos plÃsticos, com volume de 2 L. O estresse hÃdrico foi aplicado pela suspenÃÃo da rega (Â20 dias) em condiÃÃes de casa de vegetaÃÃo. Para a exposiÃÃo aos tratamentos de luminosidade e de recuperaÃÃo ao efeito da luz, as plantas foram acondicionadas em cÃmara com condiÃÃes controladas de umidade relativa (60% Â5) e temperatura (30ÂC Â2). As plantas submetidas ao estresse hÃdrico apresentaram uma intensa reduÃÃo da fotossÃntese quando expostas ao excesso de luz (combinaÃÃo de seca com luminosidade elevada), se comparadas com aquelas irrigadas. Essa maior sensibilidade da fixaÃÃo de CO2 ao excesso de luz nas plantas sob seca foi relacionada com uma maior intensidade de danos no aparato fotoquÃmico, conforme indicado pelas medidas de eficiÃncia quÃntica efetiva e taxa aparente de transporte de elÃtrons. A reduÃÃo da atividade fotossintÃtica, em resposta ao excesso de luz, foi atribuÃda em parte ao processo de fotoinibiÃÃo ocorrido nessas condiÃÃes, conforme demonstrado pela drÃstica reduÃÃo da eficiÃncia quÃntica potencial mÃxima do PSII (dada pela relaÃÃo Fv/Fm). Os resultados sugerem tambÃm que a intensa fotoinibiÃÃo, desencadeada pelo excesso de luz, pode ter auxiliado na fotoproteÃÃo, pois nessas condiÃÃes nÃo ocorreu danos oxidativos, conforme indicado pela ausÃncia de mudanÃas no conteÃdo de H2O2 e na peroxidaÃÃo lipÃdica (conteÃdo de TBARS). Essa proteÃÃo fotoquÃmica, atribuÃda a fotoinibiÃÃo nesse estudo, à reforÃada devido a nÃo ocorrÃncia de dissipaÃÃo do excesso de energia por meio do quenching nÃo fotoquÃmico (NPQ), pois esse mecanismo nÃo apresentou mudanÃas significativas apÃs longos perÃodos de exposiÃÃo ao excesso de luz. No entanto, a dissipaÃÃo de energia por meio do NPQ em respostas a curtos perÃodos de exposiÃÃo ao excesso de luz, aqui observado, indica que quando a atividade do PSII està normal esse mecanismo à essencial para a proteÃÃo fotoquÃmica. O papel da fotoinibiÃÃo para a proteÃÃo fotoxidativa pode ser atribuido ao efeito desse processo na reduÃÃo da atividade dos PSII e consequente menor atividade fotoquÃmica, o que resultaria na menor transferÃncia de elÃtrons. Essa sugestÃo à ainda reinterada no presente estudo com base na reduÃÃo do conteÃdo da proteina D1, um dos principais componentes estrutural e funcional do PSII, e da plastocianina (PC), outro importante carreador de elÃtrons. A modulaÃÃo do conteÃdo dessas proteÃnas pode ter contribuÃdo para restringir a formaÃÃo de EROs e consequente danos oxidativos sob condiÃÃes indutoras de estresse fotoxidativos, como a seca associada com luminosidades elevadas, nessa espÃcie.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As proteÃnas desacopladoras de planta (pUCP) estÃo localizadas na membrana mitocondrial interna e facilitam o transporte de prÃtons do espaÃo intermembranar para a matriz mitocondrial, desviando a passagem de H+ atravÃs da F1-ATPase, afetando assim a eficiÃncia da fosforilaÃÃo oxidativa, isto Ã, diminuindo a sÃntese de ATP acoplada ao funcionamento da cadeia transportadora de elÃtrons. Portanto, essas proteÃnas sÃo responsÃveis pela dissipaÃÃo do gradiente eletroquÃmico de H+, gerado pela respiraÃÃo, liberando calor para o ambiente. Tais proteÃnas pertencem a FamÃlia de Carreadores de Ãnions Mitocondriais (FCAM) e sÃo codificadas por famÃlias multigÃnicas. Sua funÃÃo ainda nÃo està completamente elucidada, mas a literatura sugere participaÃÃo na adaptaÃÃo a situaÃÃes de estresses biÃticos e abiÃticos e na proteÃÃo da cÃlula evitando a produÃÃo de espÃcies reativas do oxigÃnio (EROs). Sua participaÃÃo na termogÃnese adaptativa à questionÃvel. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar a famÃlia multigÃnica da pUCP em Vigna unguiculata (L.) Walp bem como sua regulaÃÃo atravÃs da expressÃo gÃnica em resposta a diferentes estresses abiÃticos. Sementes de Vigna unguiculata foram germinadas em papel umedecido com Ãgua, no escuro e apÃs 3 dias as plÃntulas foram transferidas para soluÃÃo de Hoagland durante 3 dias antes da aplicaÃÃo dos estresses. As raizes e as folhas foram coletadas com 0, 6, 12 e 24 horas, apÃs respectivas adiÃÃes de NaCl 100 mM, PEG 200,67 g/L, H2O2 10 mM e Ãcido salicÃlico 5 mM, para caracterizar a famÃlia multigÃnica e o perfil de expressÃo dos genes da pUCP por RT- PCR semiquantitativa e por PCR em tempo real (qPCR). Primers especÃficos foram desenhados com base nas sequÃncias de cDNAs/genes de pUCPs identificadas em Vigna unguiculata usando a ferramenta PerlPrimer. A amplificaÃÃo do cDNA da actina foi usada para a normalizaÃÃo dos dados de RT-PCR semi-quantitativa e trÃs genes constitutivos foram usados na normalizaÃÃo dos dados da qPCR: 2 genes para actina (actinas 4 e 5) e 1 gene para o fator de alogamento 1-α (EF1α). AnÃlise in silico revelou que a pUCP na ordem Fabales à codificada por pelo menos seis genes com duplicaÃÃo do gene pUCP do tipo 1 (1a e 1b) e deleÃÃo do gene pUCP6. A famÃlia multigÃnica da pUCP, constituÃda de 6 genes, entÃo foi identificada em Vigna unguiculata (VuUCP1a, VuUCP1b, VuUCP2, VuUCP3, VuUCP4 e VuUCP5 ). O alinhamento de sequÃncias nucleotÃdicas e de aminoÃcidos das xiii. espÃcies da ordem Fabales incluindo as de Vigna unguiculata, revelou 3 sequÃncias conservadas denominadas Sinal ProtÃico de TransferÃncia de Energia (SPTE), alÃm de 4 domÃnios especÃficos que caracterizam existÃncia de pUCPs verdadeiras em Vigna unguiculata. O gene VuUCP1a foi expresso constitutivamente em folhas e raÃzes, contrastando com VuUCP1b, cuja expressÃo foi modulada em funÃÃo dos estresses e de tecidos. Em raÃzes a expressÃo do VuUCP1b aumentou em resposta a todos os tratamentos (PEG, NaCl, H2O2 e Ãcido salicÃlico) enquanto que em folhas a expressÃo nÃo aumentou em reposta ao NaCl. VuUCP2 teve a expressÃo inibida em resposta ao PEG em folhas. VuUCP4 apresentou expressÃo constitutiva em resposta aos estresses em ambos os tecidos, enquanto que VuUCP3 e VuUCP5 apresentaram induÃÃo de expressÃo por vÃrios estresses dependente do tecido. A identificaÃÃo da famÃlia multigÃnica das pUCPs em Vigna unguiculata e seu perfil de expressÃo gÃnica diferencial, em funÃÃo do estresse aplicado e do tecido estudado, pÃe em evidÃncia um possÃvel papel dessa proteÃna nos mecanismos de ajustamento das plantas aos estresses ambientais. / The plant uncoupling proteins (pUCP) are located in the inner mitochondrial membrane and facilitate the proton translocation across the intermembrane space into the mitochondrial matrix, deflecting the passage of H + by F1-ATPase activity, thus affecting the efficiency of oxidative phosphorylation, i.e decreasing the synthesis of ATP coupled to the operation of the electron transport chain. Therefore, these proteins are responsible for dissipating the electrochemical gradient of H+, generated by respiration, releasing heat to the environment. These proteins belong to family of carriers Mitochondrial Anion (FCAM) and are encoded by multigene families. Their function is not yet fully elucidated, but the literature suggests involvement in adapting to biotic and abiotic stresses and cell protection by avoiding the production of reactive oxygen species (ROS). Their participation in adaptive thermogenesis is unclear. The aim of this work was to characterize the multigene family of pUCP in Vigna unguiculata (L.) Walp and your regulation through gene expression in response to different abiotic stresses. Vigna unguiculata seeds were germinated on paper imbibed water in the dark. Three days after germination the seedlings were transferred to Hoagland solution for 3 days before application of stress. Roots and leaves were collected at 0, 6, 12 and 24 hours after addition of the respective 100 mM NaCl, 200.67 g / L PEG, 10 mM H2O2 and 5 mM salicylic acid to characterize the profile of multigene family expression of genes for pUCP by semiquantitative RT-PCR and real-time PCR (qPCR). Specific primers were designed based on the sequences of cDNA / gene identified in pUCPs Vigna unguiculata using the PerlPrimer tool. Amplification of cDNA of actin was used to normalize the data for RT-PCR semi-quantitative and three constitutive genes were used to normalize the data of qPCR: 2 to actin gene (actin 4 and 5) and a gene for factor alogament 1-α (EF1α). In silico analysis revealed that in Fabales order pUCP is encoded by at least six pUCPs genes presenting a duplication of the gene type 1 (1a, 1b) and a pUCP6 gene deletion. The multigene family of pUCP, consisting of six genes was then identified in Vigna unguiculata (VuUCP1a, VuUCP1b, VuUCP2, VuUCP3, VuUCP4 and VuUCP5). The alignment of amino acid and nucleotide sequences of the species of Fabales order including Vigna unguiculata, revealed three xv. conserved sequences called signal Energy Transfer Protein (SPTE), and four domains (or regions or sites) existence of specific true pUCPs in Vigna unguiculata. VuUCP1a gene was constitutively expressed in leaves and roots, contrasting with VuUCP1b, whose expression was modulated in a stress and tissue-dependent manner. The VuUCP1b expression increased in response to all treatments (PEG, NaCl, H2O2 and salicylic acid) in roots, whereas the expression in leaves did not increase in response to NaCl. VuUCP2 expression was inhibited in response to PEG in leaves. VuUCP4 showed constitutive expression in response to stresses in both tissues, while VuUCP3 and VuUCP5 showed induction of expression by various stresses depending on the tissue type. The identification of the multigene family of pUCPs in Vigna unguiculata and its gene expression profile in different tissues and stress conditions highlights a possible role of this protein in the adjustment of plants to environmental stresses.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / With the increasing of areas degraded by soil salinization process, is necessary to increase of agricultural investments to be able to reach a production acceptable. In order to reduce such inputs, studies of microorganisms involved in the production process are becoming more constant. The objective of this study was to evaluate the associations between endophytic fungi Dark Septate and cowpea plants when irrigated with water of different salinities, analyzing biometrics, gas exchange, nutrient content and accumulation of organic solutes in the leaves. Cowpea plants were grow in containers of five liters under greenhouse conditions and subjected to four different electrical conductivity of irrigations water (1.2; 2.2; 3.6; 5.0 dS m-1). Were used for the inoculation strains Bâ2 and 21W and treatments were as follows: F1 â plants that were not inoculated; F2 â plants inoculated with strains 21W and F3 â plants inoculated with strain Bâ2. during the experiment was measured gas exchange and at the end of the experiment the plant were collected and determinate the leaf area, shoot dry mass, root dry mass, concentration of the foliar nutrients and organic solutes, and was made the determination colonization of roots by the fungus. The salinity caused significant reductions in biomass, leaf area and leaf gas exchange, however, the presence of the endophytic fungi provided a large tolerance to the adverse effects of salinity. There was a larger accumulation of calcium, sodium, clore and phosphorus in cowpea leaves with increasing salinity and decrease in the leaves of nitrogen and potassium. The presence of the fungus in the plant provided a foliar phosphorus and nitrogen. / With the increasing of areas degraded by soil salinization process, is necessary to increase of agricultural investments to be able to reach a production acceptable. In order to reduce such inputs, studies of microorganisms involved in the production process are becoming more constant. The objective of this study was to evaluate the associations between endophytic fungi Dark Septate and cowpea plants when irrigated with water of different salinities, analyzing biometrics, gas exchange, nutrient content and accumulation of organic solutes in the leaves. Cowpea plants were grow in containers of five liters under greenhouse conditions and subjected to four different electrical conductivity of irrigations water (1.2; 2.2; 3.6; 5.0 dS m-1). Were used for the inoculation strains Bâ2 and 21W and treatments were as follows: F1 â plants that were not inoculated; F2 â plants inoculated with strains 21W and F3 â plants inoculated with strain Bâ2. during the experiment was measured gas exchange and at the end of the experiment the plant were collected and determinate the leaf area, shoot dry mass, root dry mass, concentration of the foliar nutrients and organic solutes, and was made the determination colonization of roots by the fungus. The salinity caused significant reductions in biomass, leaf area and leaf gas exchange, however, the presence of the endophytic fungi provided a large tolerance to the adverse effects of salinity. There was a larger accumulation of calcium, sodium, clore and phosphorus in cowpea leaves with increasing salinity and decrease in the leaves of nitrogen and potassium. The presence of the fungus in the plant provided a foliar phosphorus and nitrogen.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:25:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_camila_pegoraro.pdf: 3121320 bytes, checksum: 5a704b24078eca8a2b35513ec2a606f6 (MD5) Previous issue date: 2012-09-17 / Abiotic stresses represent large threats to agriculture and food security, since they limit the productivity of the majority of cultivated plants. In order to identify the responses of plants to abiotic stresses and their associations with tolerance under different environmental conditions, concepts and techniques in molecular biology, cell biology and genetics have been used. The identification of genes responsive to stresses can be used to obtain plants tolerant to adverse environmental conditions by genetic transformation or directed crosses. Thus, this study had the objective the establishing of expression profiles of gene belonging to the ERF, HSP, HSF, TIM/TOM and TIC/TOC families in rice and tomato under low O2 stress. Also, the transcriptional profile of peaches under cold stress as obtained. The results indicate that in rice, some members of the ERF family present specific expression according to the stressing agent, while others have overlapping expression among different stresses. Besides, within the ERF family, some genes do present a complex regulation and others a simple regulation. In rice, some genes encode proteins belonging to the TIM/TOM and TIC/TOC complexes present high expression levels 24 hours after anoxia stress. However, after 72 hours under anoxia, the majority of genes were inhibited, suggesting an interruption on the transport of proteins to the mitochondria and chloroplast during the stress period. When the HSP expression profiles of flooding tolerant and sensitive rice cultivars were compared, transcript accumulation occurred for both cultivar types. However, the majority of genes evaluated were more responsive in the sensitive cultivar than in the tolerant, indicating that HSPs have an important association in the response to anoxia stress but are not directly involved in the tolerance. In tomato fruits stored under hypoxia, two sHSPs genes were highly induced by low oxygen levels, indicating a primary action of these genes on keeping cell homeostasis after the stress. In peaches, the application of gibberellic acid acts on preventing the damaged caused by cold by the induction of genes associated to lipid metabolism, cell wall degradation and trehalose synthesis. / Estresses ambientais representam grandes ameaças à agricultura e, por consequência, à segurança alimentar, uma vez que limitam a produtividade da maioria das plantas cultivadas. Buscando identificar as respostas das plantas frente a estresses abióticos e suas relações com a tolerância sob diferentes condições ambientais, conceitos e técnicas de biologia molecular, biologia celular e genética vêm sendo continuamente utilizadas. A identificação de genes responsivos a estresses pode ser utilizada na obtenção de plantas tolerantes a condições ambientais adversas através de manipulação genética ou cruzamentos direcionados entre diferentes genótipos. Desta forma, este estudo teve como objetivo estabelecer o perfil de expressão de genes pertencentes às famílias ERF, HSP, HSF, TIM/TOM e TIC/TOC, em arroz e tomate sob condições de estresse por deficiência de O2. Além disso, buscou-se estabelecer o perfil transcricional de pêssegos sob condição de estresse por frio. Os resultados obtidos demonstram que em arroz, alguns membros da família ERF apresentam expressão específica de acordo com o agente estressor, enquanto que outros apresentam sobreposição de expressão entre os estresses, além disso, dentro da família ERF alguns genes apresentam regulação complexa e outros regulação simples. Em arroz, alguns genes codificadores de proteínas pertencentes aos complexos TIM/TOM e TIC/TOC apresentaram altos níveis de expressão 24 horas após estresse por anoxia. Entretanto, após 72 horas sob condições de anoxia, ocorreu a inibição da expressão da maioria dos genes pertencentes a estes complexos, sugerindo que possa haver uma interrupção no transporte de proteínas para a mitocôndria e cloroplasto durante este período de estresse. Ao comparar cultivares de arroz tolerante e sensível ao alagamento, verificou-se que houve um acúmulo de transcritos dos genes codificadores de HSPs em ambas as cultivares. Entretanto, a maioria dos genes avaliados foi mais responsiva ao estresse por anoxia na cultivar sensível, do que na cultivar tolerante, sugerindo que genes HSPs têm relação importante na resposta ao estresse por anoxia, mas não estão diretamente envolvidos na tolerância. Em frutos de tomate armazenados sob hipoxia dois genes codificadores de sHSPs foram altamente induzidos por baixos níveis de oxigênio, indicando uma ação primária destes genes na manutenção da homeostase celular após este estresse. Em pêssegos, a aplicação de ácido giberélico atua na prevenção de danos ocasionados pelo frio através da indução de genes associados ao metabolismo de lipídios, à degradação da parede celular e à síntese de trealose.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:25:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Adriana_Bresolin.pdf: 922904 bytes, checksum: 994cdef3777d7dda7255248c60c02f65 (MD5) Previous issue date: 2010-11-23 / Iron toxicity is one of the most important abiotic stresses limiting irrigated rice production worldwide. This study was performed with the goal of characterizing irrigated rice genotypes regarding Fe2+ stress tolerance under controlled conditions, using na hydroponic system. Furthermore, to analyse the expression profile of genes involved in iron homeostasis in plants, using quantitative PCR (qRT-PCR). The genotypes used were BRS-Agrisul, Epagri 108, BR-IRGA 409, BR-IRGA 410 and Nipponbare. An interference of the chelating agent (EDTA) was observed on the genotype characterization; when exposed to 0, 3, 6, 9 and 12 days of stress. The expression of genes OsFDRL1, OsNRAMP1 and OsNRAMP2 was measured at 0; 6; 12; 18 and 24h under Fe2+ stress. It was observed that Fe2+ in its free form without Na2EDTA, is acumulated in higher concentrations in the shoots of rice seedlings when compared to its chelated form (Fe-EDTA). Iron toxicity interfered negatively on the development of root length (RL) and shoot length (SL), being RL the variable that was most affected. Stress period increases led to iron accumulation in the shoots. The hydroponic system was efficient to allow discrimination between iron tolerant and sensitive genotypes. Iron sensitive genotypes observed in this study were BR-IRGA 409 and Nipponbare, which were those with higher iron accumulation in the shoots. Medium tolerant and tolerant genotypes also accumulated iron in the shoots. The increase in Fe2+ accumulation in the tissues under high iron stress was correlated with increased contents of Zn and Mn in the same tissues. Contrasting genotypes regarding iron tolerance showed differential expression of iron homeostasis genes OsFRDL1, OsNRAMP1 and OsNRAMP2. / A toxidez por ferro é um dos mais importantes estresses abióticos a limitar a produção de arroz irrigado em nível mundial. Este estudo foi realizado com o objetivo de caracterizar genótipos de arroz irrigado quanto a tolerância ao estresse por Fe2+ sob condições controladas, viabilizando o sistema de cultivo hidropônico para esta finalidade. Além disso, analisar o perfil de expressão de genes envolvidos na homeostase do metal em plantas, através da técnica de qRT-PCR. Foi verificada a interferência da utilização do agente quelante (EDTA) na caracterização dos genótipos; analisado o efeito do tempo de exposição a toxidez (0, 3, 6, 9 e 12 dias) sob o crescimento das plântulas; caracterizados genótipos de arroz ( BRS-Agrisul, Epagri 108, BR-IRGA 409, BR-IRGA 410 e Nipponbare) quanto a tolerância a toxidez por Fe2+ e por fim realizada a análise de expressão dos genes OsFDRL1, OsNRAMP1 e OsNRAMP2 nos tempos 0; 6; 12; 18 e 24h sob estresse por Fe2+. Foi verificado que o Fe2+ na sua forma livre sem Na2EDTA é acumulado em maior concentração na parte aérea de plântulas de arroz do que quando este se apresenta quelado na forma de Fe-EDTA. A toxidez por ferro interferiu negativamente sobre o desenvolvimento do CR e CPA, sendo o CR a variável mais afetada. O aumento do tempo de estresse resultou no incremento do acúmulo de ferro na parte aérea das plântulas. O sistema hidropônico demonstrou eficiência na caracterização de genótipos quanto a tolerância a toxidez por ferro. Genótipos caracterizados como sensíveis a toxidez por ferro neste estudo, BR-IRGA 409 e Nipponbare foram os que apresentaram o maior acúmulo de Fe2+ na parte aérea. Genótipos caracterizados como moderadamente tolerantes e tolerantes também acumularam elevados teores do íon metálico. O aumento do acúmulo de Fe2+ nos tecidos sob condição de excesso do íon na solução apresentou correlação com o aumento de Zn e Mn nestes mesmos tecidos. Constituições genéticas contrastantes quanto a tolerância a toxidez por ferro apresentam expressão diferencial dos genes OsFRDL1, OsNRAMP1 e OsNRAMP2 envolvidos na homeostase do metal.

Nos últimos 100 anos, a temperatura média global aumentou aproximadamente 0,6ºC e deverá continuar a subir a uma taxa rápida podendo atingir 2ºC. No entanto, não se sabe como as plantas responderão a essa mudança climática, pois existem poucas informações sobre as respostas fisiológicas das plantas a incrementos de temperatura. Este trabalho tem por objetivo avaliar os efeitos de duas condições luminosas e duas condições de temperatura (com interação entre eles), em perspectiva futura, sobre o comportamento morfológico, fisiológico e bioquímico de quatro espécies da Floresta Mesófila Semidecídua: Aspidosperma cylindrocarpon e Aspidosperma polyneuron (Apocynaceae); Cariniana estrellensis e Cariniana legalis (Lecythidaceae). As plantas foram submetidas aos seguintes tratamentos: 100% de radiação e temperatura ambiente (100%RTA), 100% de radiação e temperatura elevada em +2ºC (100%RTE), 20% de radiação (por sombreamento) e temperatura ambiente (20%RTA), e 20% de radiação e temperatura elevada em +2ºC (20%RTE). Aspidosperma polyneuron apresentou-se como a espécie mais sensível a radiação intensa, seguida de C. legalis ambas já ameaçadas de extinção. Os parâmetros morfológicos confirmam a teoria de que plantas cronicamente fotoinibidas continuam crescendo, porém, em menores taxas. Os dados bioquímicos reforçam os fisiológicos mostrando fragilidade das espécies secundárias à radiação intensa e os efeitos principalmente negativos do aquecimento aplicado. / In the last 100 years the average global temperature increased by 0.6ºC and it might increase in a fast rate reaching up to 2ºC. However, little is known about how plants might respond to the climate change because there is not enough information about the physiological alterations plants might suffer due to increased temperature. We evaluated morphological, physiological and biochemical alterations under the effects of two light/temperature conditions and its interactions in four different plant species of the Semideciduous Mesophitic Forest: Aspidosperma cylindrocarpon and Aspidosperma polyneuron (Apocynaceae); Cariniana estrellensis and Cariniana legalis (Lecythidaceae). All plants suffered the following treatments: 100% radiation and environment temperature (100%RTA), 100% radiation and environment temperature +2ºC (100%RTE), 20% radiation (shade) and environment temperature (20%RTA), and 20% radiation (shade) and environment temperature +2ºC (20%RTE). Aspidosperma polyneuron was shown to be the most sensible specie to high radiation, followed by C. legalis, both threatened with extinction. Morphological parameters confirmed the theory that chronically photo-inhibited plants keep growing, but at lower rates. Biochemical findings also confirmed our physiological data showing increased fragility of the secondary species to high radiation and heating.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / As proteÃnas desacopladoras de planta (pUCPs) sÃo proteÃnas integrais de membrana, localizadas na membrana mitocondrial interna, pertencentes a FamÃlia de Carreadores de Ãnions Mitocondriais (FCAM), responsÃveis pela dissipaÃÃo do gradiente eletroquÃmico de prÃtons, gerado pela respiraÃÃo, como calor. Na presenÃa de Ãcidos graxos livres (AGL), as pUCPs facilitam a reentrada de prÃtons do espaÃo intermembranar para a matriz, desviando-os da ATP Sintase, inibindo assim a fosforilaÃÃo oxidativa. A funÃÃo dessas enzimas ainda nÃo està completamente elucidada, mas a literatura sugere a sua participaÃÃo em processos de amadurecimento de frutos, adaptaÃÃo a situaÃÃes de estresses biÃticos e abiÃticos e proteÃÃo da cÃlula evitando a produÃÃo de espÃcies reativas de oxigÃnio (EROS). Sua participaÃÃo na termogÃnese adaptativa à questionÃvel. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar a atividade enzimÃtica da pUCP de mitocÃndrias de hipocÃtilos de Vigna unguiculata (L.) Walp atravÃs de ensaios polarogrÃficos, identificar o(s) gene(s) das pUCPs, estudando a sua expressÃo em diferentes situaÃÃes de estresses abiÃticos. A atividade da pUCP foi avaliada em presenÃa de Ãcidos graxos (palmÃtico, linolÃico, mirÃstico e lÃurico) e BSA tendo succinato e malato como substratos e distintos pHs (6,5, 7,2 e 7,8). As maiores atividades foram obtidas com Ãcido linoleico na presenÃa de succinato em pHs mais alcalinos (7,2 e 7,8). Primers degenerados a partir de dez diferentes pUCPs, denominados pump1 e pump2, foram desenhados para a amplificaÃÃo dos fragmentos gÃnicos por RT-PCR e PCR. Isolou-se o RNA total de folhas de plÃntulas de V. unguiculata submetidas a diferentes condiÃÃes de estresses (NaCl 100mM, H2O2 1mM e PEG 200,67g/L) que foram amplificados por RT-PCR, purificados e clonados no plasmÃdio pCR4-TOPO. Sete fragmentos gÃnicos de aproximadamente 760 pb foram seqÃenciados, apresentando 100% de identidade entre si. A comparaÃÃo da seqÃÃncia deduzida de aminoÃcidos desse fragmento de cDNA com a soja revelou 94% de homologia com GmUCP1a e 90% de homologia com GmUCP1b. Os resultados sugerem que o gene do feijÃo identificado em V. unguiculata (VuUCP1a) à ortÃlogo ao gene GmUCP1a de soja (Glycine max). A expressÃo de VuUCP1a em feijÃo em condiÃÃes de estresses abiÃticos (salino, oxidativo e osmÃtico) atravÃs de anÃlise por xv. RT-PCR revelou um perfil diferencial, sugerindo induÃÃo de expressÃo de VuUCP1a apenas em resposta ao estresse salino. Isolou-se o DNA genÃmico de V. unguiculata e dois fragmentos gÃnicos (1700 e 1900pb) foram amplificados por PCR. A amplificaÃÃo de dois fragmentos distintos a partir do DNA genÃmico sugere a existÃncia de pelo menos dois genes codificando pUCPs em feijÃo, sendo assim, a pUCP à codificada por uma famÃlia multigÃnica. / The uncoupling proteins of plants (pUCPs) are integral proteins of membrane, located in the mitochondrial inner membrane, belong the Mitochondrial Anion Carrier Family (MACF). They are responsible for the dissipation as heat of the electrochemical gradient of protons, generated during respiration. In the presence of free fatty acid acids (FFA), the UCPs facilitate the re-entry of protons from intermembrane space for the matrix and these protons are deviated from the influence of the ATP sintase what leads to the inhibition the oxidative phosphorilation. The function of these enzymes completely is still not elucidated, but literature suggests its participation in processes of fruit maturation, in the adaptation to stress conditions and in cell protection by avoiding the production of reactive species of oxygen (EROS). The involvement of this enzyme in adaptive thermogenesis is questionable. The objective of the present work was to characterize the enzymatic activity of pUCP of mitochondria from hypocotyls of Vigna unguiculata (L.) Walp through polarographic assays and to identify the(s) gene(s) of pUCPs, through its expression in different conditions of abiotic stress. The activity of pUCP was evaluated in the presence of fatty acids (palmitic, linoleic, myristic and lauric) and BSA, having succinate and malate as oxidizable substrates at different pHs (6,5, 7,2 and 7,8). The higuest activities were obtained in the presence of linoleic acid, succinate as substrate and with more alkaline pHs (7,2 and 7,8). Degenerate primers, obtained from ten different pUCPs, called pump1 and pump2, has been designed for amplification of the gene fragments through RT-PCR and PCR. The total RNA was isolated from plants leaves of V. unguiculata submitted to different stress conditions (100 mM NaCl, 1 mM H2O2 and 200,67 g/L PEG) and cDNAs fragments amplified by RT-PCR had been purified and cloned in the plasmid PCR4-TOPO. Seven cDNA fragments of approximately 760 pb had been sequenced and presented 100% of identity among themselves. The comparison of the deduced amino acid sequence of this cDNA fragment with those of soybean disclosed 94% of identity with the gene GmUCP1a and 90% of identity GmUCP1b soybean gene. These results suggest that the pUCP gene identified in V. unguiculata (VuUCP1a) is ortologous to the GmUCP1a gene from soybean (Glycine max). The expression of genes of pUCP in beans, under abiotic stress xvii. conditions (salinity, oxidative and osmotic conditions) analyzed through RT-PCR disclosed a differential profile what suggests induction of expression of VuUCP1a only in response to salt stress. The genomic DNA of V. unguiculata was isolated and two gene fragments (1700 and 1900 pb) had been amplified by PCR. The amplification of two fragments from the genomic DNA suggests the existence of at least two pUCPs genes in beans what leads to the conclusion of a pUCP multigenic family.