Diversos trabalhos demonstram que a resposta das plantas ao alumínio é complexa. Porém, nenhum trabalho caracterizou o envolvimento de microRNAs nesta resposta. Parte deste trabalho visou caracterizar o perfil de expressão de diferentes famílias de microRNAs em resposta ao alumínio comparando-se as raízes de plantas de arroz japonica e indica. De um total de dezesseis microRNAs diferencialmente expressos, treze microRNAs tiveram a expressão reduzida e outros seis tiveram a expressão aumentada nas raízes de plantas de arroz japonica tratadas com 450 M de AlCl3 após 8h. Nas plantas de arroz indica tratadas nas mesmas condições, nove microRNAs foram detectados como diferencialmente expressos. Destes, quatro tiveram a expressão aumentada e os outros cinco tiveram a expressão reduzida. Por RT-qPCR foram confirmados dois alvos do miR528. Um dos alvos, o gene L-Ascorbato Oxidase está relacionado com a regulação da divisão celular. Sugere-se que a regulação pelo miR528 pode estar de acordo com a inibição do desenvolvimento das raízes em resposta ao alumínio em plantas sensíveis. Estes resultados demonstram que a resposta dos microRNAs ao tratamento com alumínio também é complexa, pois vários microRNAs, que provavelmente regulam alvos distintos tiveram sua expressão modulada após o tratamento das plantas. Já foi demonstrado que o desenvolvimento de raízes laterais sofre regulação por microRNAs em Arabidopsis. A outra parte deste trabalho visou caracterizar funcionalmente o miR164 e a expressão espacial de diferentes membros da família miR164 em raízes de plantas de arroz. Plantas superexpressando o miR164 apresentaram as raízes laterais reduzidas em comparação com as plantas não transformadas. Interessantemente, a análise por RT-qPCR de dois alvos do miR164 revelaram resultados inversos. A análise das plantas contendo os promotores de três genes da família miR164 fusionados ao gene repórter GUS revelou uma sobreposição da expressão espacial no órgão. Os microRNAs miR164a e miR164d localizam-se nas raízes laterais, e o miR164f está localizado nas raízes laterais e também na raiz primária. Porém, cortes transversais das raízes demonstraram que os miR164a e o miR164f localizam-se na endoderme e no estelo, respectivamente. Uma análise in silico das seqüências dos promotores dos seis membros da família miR164 e de seus respectivos alvos revelou a presença de motivos de DNA provavelmente responsivos a fatores de transcrição envolvidos no desenvolvimento de meristemas primários. Com base nestes resultados, sugere-se que os microRNAs miR164a e miR164f devem estar regulando seus alvos em diferentes tecidos da raiz. Este resultado está de acordo com o desenvolvimento inicial das raízes laterais, pois estas se originam do periciclo componente do estelo. Os microRNAs têm função crucial ao longo do desenvolvimento e em resposta a estresses abióticos. O papel regulatório dos microRNAs reside na complexidade e diversidade das respostas a estresses abióticos e ao desenvolvimento, visto que diversos microRNAs, que provavelmente regulam distintos alvos, estão envolvidos em redes complexas na regulação da expressão gênica. / Previous works showed that the response to aluminum (Al) in plants is complex. However, at present, there is no data regarding microRNA expression in this response. Part of this work aimed to characterize the expression profile of different families of microRNAs in response to Al comparing roots of japonica and indica roots. From sixteen microRNAs differentially expressed, thirteen were down-regulated and six were upregulated in japonica rice roots treated with 450 M of AlCl3 after 8h. For the indica rice roots under the same conditions, nine microRNAs were differentially expressed. From these microRNAs, four were up-regulated and five were down-regulated. Two miR528 targets were confirmed by RT-qPCR. One of the targets is the L-AScorbate oxidase gene, which regulate cell divisions. These results help explaining rice root inhibition under Al teatment in sensitive plants. Our results suggest that microRNA response to Al is also complex, because several microRNAs that had their expression modulated probably regulate distinct target genes. It is known that lateral root development is regulated by microRNAs in Arabidopsis. The other part of this work was to characterize the miR164 function and the spatial expression of different members of the miR164 family in rice roots. Plantas overexpressing the miR164 had less lateral roots when compared to the non-transformed plants. Interestingly, the expression by RT-qPCR of two miR164 target was inverse in the miR164 overexpressing plants. The spatial expression analysis of different members of the miR164 family revealed overlapping domains. MicroRNAs miR164a and miR164d localized in the lateral roots, and miR164 is localized in lateral roots and also in primary roots. However, hand-sectioning of the miR164a and miR164f GUS fusion plants demonstrate that miR164a is expressed in the endodermis and miR164f is expressed in the stele. An in silico analysis of promoter sequences of all miR164 genes revealed the presence of DNA motifs probably responsive to transcription factors involved in the development of primary meristems. Base on these results, we suggest that different members of the miR164 family are regulating their targets in different tissues of rice roots. These results are in agreement with the initial development of lateral roots originating from the pericycle cells. The key of the regulatory role of microRNAs in response to abiotic stresses and during development brought complexity to the regulatory networks of gene expression.

Diversos trabalhos demonstram que a resposta das plantas ao alumínio é complexa. Porém, nenhum trabalho caracterizou o envolvimento de microRNAs nesta resposta. Parte deste trabalho visou caracterizar o perfil de expressão de diferentes famílias de microRNAs em resposta ao alumínio comparando-se as raízes de plantas de arroz japonica e indica. De um total de dezesseis microRNAs diferencialmente expressos, treze microRNAs tiveram a expressão reduzida e outros seis tiveram a expressão aumentada nas raízes de plantas de arroz japonica tratadas com 450 M de AlCl3 após 8h. Nas plantas de arroz indica tratadas nas mesmas condições, nove microRNAs foram detectados como diferencialmente expressos. Destes, quatro tiveram a expressão aumentada e os outros cinco tiveram a expressão reduzida. Por RT-qPCR foram confirmados dois alvos do miR528. Um dos alvos, o gene L-Ascorbato Oxidase está relacionado com a regulação da divisão celular. Sugere-se que a regulação pelo miR528 pode estar de acordo com a inibição do desenvolvimento das raízes em resposta ao alumínio em plantas sensíveis. Estes resultados demonstram que a resposta dos microRNAs ao tratamento com alumínio também é complexa, pois vários microRNAs, que provavelmente regulam alvos distintos tiveram sua expressão modulada após o tratamento das plantas. Já foi demonstrado que o desenvolvimento de raízes laterais sofre regulação por microRNAs em Arabidopsis. A outra parte deste trabalho visou caracterizar funcionalmente o miR164 e a expressão espacial de diferentes membros da família miR164 em raízes de plantas de arroz. Plantas superexpressando o miR164 apresentaram as raízes laterais reduzidas em comparação com as plantas não transformadas. Interessantemente, a análise por RT-qPCR de dois alvos do miR164 revelaram resultados inversos. A análise das plantas contendo os promotores de três genes da família miR164 fusionados ao gene repórter GUS revelou uma sobreposição da expressão espacial no órgão. Os microRNAs miR164a e miR164d localizam-se nas raízes laterais, e o miR164f está localizado nas raízes laterais e também na raiz primária. Porém, cortes transversais das raízes demonstraram que os miR164a e o miR164f localizam-se na endoderme e no estelo, respectivamente. Uma análise in silico das seqüências dos promotores dos seis membros da família miR164 e de seus respectivos alvos revelou a presença de motivos de DNA provavelmente responsivos a fatores de transcrição envolvidos no desenvolvimento de meristemas primários. Com base nestes resultados, sugere-se que os microRNAs miR164a e miR164f devem estar regulando seus alvos em diferentes tecidos da raiz. Este resultado está de acordo com o desenvolvimento inicial das raízes laterais, pois estas se originam do periciclo componente do estelo. Os microRNAs têm função crucial ao longo do desenvolvimento e em resposta a estresses abióticos. O papel regulatório dos microRNAs reside na complexidade e diversidade das respostas a estresses abióticos e ao desenvolvimento, visto que diversos microRNAs, que provavelmente regulam distintos alvos, estão envolvidos em redes complexas na regulação da expressão gênica. / Previous works showed that the response to aluminum (Al) in plants is complex. However, at present, there is no data regarding microRNA expression in this response. Part of this work aimed to characterize the expression profile of different families of microRNAs in response to Al comparing roots of japonica and indica roots. From sixteen microRNAs differentially expressed, thirteen were down-regulated and six were upregulated in japonica rice roots treated with 450 M of AlCl3 after 8h. For the indica rice roots under the same conditions, nine microRNAs were differentially expressed. From these microRNAs, four were up-regulated and five were down-regulated. Two miR528 targets were confirmed by RT-qPCR. One of the targets is the L-AScorbate oxidase gene, which regulate cell divisions. These results help explaining rice root inhibition under Al teatment in sensitive plants. Our results suggest that microRNA response to Al is also complex, because several microRNAs that had their expression modulated probably regulate distinct target genes. It is known that lateral root development is regulated by microRNAs in Arabidopsis. The other part of this work was to characterize the miR164 function and the spatial expression of different members of the miR164 family in rice roots. Plantas overexpressing the miR164 had less lateral roots when compared to the non-transformed plants. Interestingly, the expression by RT-qPCR of two miR164 target was inverse in the miR164 overexpressing plants. The spatial expression analysis of different members of the miR164 family revealed overlapping domains. MicroRNAs miR164a and miR164d localized in the lateral roots, and miR164 is localized in lateral roots and also in primary roots. However, hand-sectioning of the miR164a and miR164f GUS fusion plants demonstrate that miR164a is expressed in the endodermis and miR164f is expressed in the stele. An in silico analysis of promoter sequences of all miR164 genes revealed the presence of DNA motifs probably responsive to transcription factors involved in the development of primary meristems. Base on these results, we suggest that different members of the miR164 family are regulating their targets in different tissues of rice roots. These results are in agreement with the initial development of lateral roots originating from the pericycle cells. The key of the regulatory role of microRNAs in response to abiotic stresses and during development brought complexity to the regulatory networks of gene expression.

Diversos trabalhos demonstram que a resposta das plantas ao alumínio é complexa. Porém, nenhum trabalho caracterizou o envolvimento de microRNAs nesta resposta. Parte deste trabalho visou caracterizar o perfil de expressão de diferentes famílias de microRNAs em resposta ao alumínio comparando-se as raízes de plantas de arroz japonica e indica. De um total de dezesseis microRNAs diferencialmente expressos, treze microRNAs tiveram a expressão reduzida e outros seis tiveram a expressão aumentada nas raízes de plantas de arroz japonica tratadas com 450 M de AlCl3 após 8h. Nas plantas de arroz indica tratadas nas mesmas condições, nove microRNAs foram detectados como diferencialmente expressos. Destes, quatro tiveram a expressão aumentada e os outros cinco tiveram a expressão reduzida. Por RT-qPCR foram confirmados dois alvos do miR528. Um dos alvos, o gene L-Ascorbato Oxidase está relacionado com a regulação da divisão celular. Sugere-se que a regulação pelo miR528 pode estar de acordo com a inibição do desenvolvimento das raízes em resposta ao alumínio em plantas sensíveis. Estes resultados demonstram que a resposta dos microRNAs ao tratamento com alumínio também é complexa, pois vários microRNAs, que provavelmente regulam alvos distintos tiveram sua expressão modulada após o tratamento das plantas. Já foi demonstrado que o desenvolvimento de raízes laterais sofre regulação por microRNAs em Arabidopsis. A outra parte deste trabalho visou caracterizar funcionalmente o miR164 e a expressão espacial de diferentes membros da família miR164 em raízes de plantas de arroz. Plantas superexpressando o miR164 apresentaram as raízes laterais reduzidas em comparação com as plantas não transformadas. Interessantemente, a análise por RT-qPCR de dois alvos do miR164 revelaram resultados inversos. A análise das plantas contendo os promotores de três genes da família miR164 fusionados ao gene repórter GUS revelou uma sobreposição da expressão espacial no órgão. Os microRNAs miR164a e miR164d localizam-se nas raízes laterais, e o miR164f está localizado nas raízes laterais e também na raiz primária. Porém, cortes transversais das raízes demonstraram que os miR164a e o miR164f localizam-se na endoderme e no estelo, respectivamente. Uma análise in silico das seqüências dos promotores dos seis membros da família miR164 e de seus respectivos alvos revelou a presença de motivos de DNA provavelmente responsivos a fatores de transcrição envolvidos no desenvolvimento de meristemas primários. Com base nestes resultados, sugere-se que os microRNAs miR164a e miR164f devem estar regulando seus alvos em diferentes tecidos da raiz. Este resultado está de acordo com o desenvolvimento inicial das raízes laterais, pois estas se originam do periciclo componente do estelo. Os microRNAs têm função crucial ao longo do desenvolvimento e em resposta a estresses abióticos. O papel regulatório dos microRNAs reside na complexidade e diversidade das respostas a estresses abióticos e ao desenvolvimento, visto que diversos microRNAs, que provavelmente regulam distintos alvos, estão envolvidos em redes complexas na regulação da expressão gênica. / Previous works showed that the response to aluminum (Al) in plants is complex. However, at present, there is no data regarding microRNA expression in this response. Part of this work aimed to characterize the expression profile of different families of microRNAs in response to Al comparing roots of japonica and indica roots. From sixteen microRNAs differentially expressed, thirteen were down-regulated and six were upregulated in japonica rice roots treated with 450 M of AlCl3 after 8h. For the indica rice roots under the same conditions, nine microRNAs were differentially expressed. From these microRNAs, four were up-regulated and five were down-regulated. Two miR528 targets were confirmed by RT-qPCR. One of the targets is the L-AScorbate oxidase gene, which regulate cell divisions. These results help explaining rice root inhibition under Al teatment in sensitive plants. Our results suggest that microRNA response to Al is also complex, because several microRNAs that had their expression modulated probably regulate distinct target genes. It is known that lateral root development is regulated by microRNAs in Arabidopsis. The other part of this work was to characterize the miR164 function and the spatial expression of different members of the miR164 family in rice roots. Plantas overexpressing the miR164 had less lateral roots when compared to the non-transformed plants. Interestingly, the expression by RT-qPCR of two miR164 target was inverse in the miR164 overexpressing plants. The spatial expression analysis of different members of the miR164 family revealed overlapping domains. MicroRNAs miR164a and miR164d localized in the lateral roots, and miR164 is localized in lateral roots and also in primary roots. However, hand-sectioning of the miR164a and miR164f GUS fusion plants demonstrate that miR164a is expressed in the endodermis and miR164f is expressed in the stele. An in silico analysis of promoter sequences of all miR164 genes revealed the presence of DNA motifs probably responsive to transcription factors involved in the development of primary meristems. Base on these results, we suggest that different members of the miR164 family are regulating their targets in different tissues of rice roots. These results are in agreement with the initial development of lateral roots originating from the pericycle cells. The key of the regulatory role of microRNAs in response to abiotic stresses and during development brought complexity to the regulatory networks of gene expression.

CARVALHO, F. E. L. A superexpressão de proteínas relacionadas com atividades fotoquímica e fotorespiratória induzida por silenciamento das APX citosólicas contribui para uma fotoinibição similar a de arroz não-transformado submetido à alta luz. 2013. 118 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2015-01-20T18:03:08Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_felcarvalho.pdf: 6791804 bytes, checksum: 7a0dd96f599fa1365821ce8e5dedba09 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-02-27T19:24:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_felcarvalho.pdf: 6791804 bytes, checksum: 7a0dd96f599fa1365821ce8e5dedba09 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-27T19:24:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_felcarvalho.pdf: 6791804 bytes, checksum: 7a0dd96f599fa1365821ce8e5dedba09 (MD5) Previous issue date: 2013 / In tropical regions, where there is a high incidence of light, electrons can accumulate in the transport chain (PET) producing large quantities of H2O2 and other ROS, which might generate photodamage and photoinhibition. To survive to these challenges, plants have developed several mechanisms to mitigate the excess energy in photosystems, besides having an efficient machinery for removal of excess H2O2, which includes cytosolic APX (cAPX). However, double-silenced rice plants for cAPX (OsAPX1/2) do not show large differences in morpho-phenotype when compared to non-transformed (NT), although OsAPX1/2 presents induction of expression on several proteins related to photosynthesis. The physiological implications of this induction, as well as its consequences for OsAPX1/2 resistance against stresses of high light (HL), are still poorly known. Aiming to clarify the role of cAPx in photosynthesis, OsAPX1/2 plants were produced, subjected to 24 hours of HL (2,000 μmol m-2s-1) and studied for the expression and activity of proteins related to photosynthesis, photorespiration and redox homeostasis. The amount of several PET proteins (Lhcb1, PsbO, PsbP, PsbQ, PSAC, PC, FNR and FDX) and Chl and Pheo were increased in OsAPX1/2 in normal growth conditions, however without causing changes in the in vivo photochemistry activity parameters (Fv/Fm and ΔFm/Fm'). In contrast, expression of proteins associated with Calvin-Benson cycle (Rls, ativase RBC) and rubisco carboxylation activity (in vivo and in vitro) were not altered in mutants under normal growth conditions. In HL, the expression of proteins related to photosynthesis was strongly repressed in all genotypes, as well as gas exchange parameters and Fv/Fm, the latter being strong indication of photoinhibition. Moreover, proteins related to photorespiration showed increased expression/activity in response to HL in NT and maintenance of already high levels in OsAPX1/2. In OsAPX1/2 the expression and activity of chloroplastic Cu/Zn-SOD showed a similar response exhibited by photorespiration-related proteins, although the activity of thylakoid APX has been greatly reduced, meaning deficiency in water-water cycle. Taken together, these data demonstrate that induction of expression of proteins related PET in OsAPX1/2 plants may represent a compensatory mechanism for maintaining the photosynthetic activity levels similar to NT. Moreover, in HL, it is possible that the increased expression of photorespiration-related proteins in OsAPX1/2 acts as alternative electron sink, compensating the deficiency in the water-water cycle from these plants. / Em regiões tropicais, onde existe alta incidência luminosa, os elétrons podem se acumular na cadeia transportadora (PET) produzindo grandes quantidades de H2O2 e outras ROS, que podem gerar fotodano e fotoinibição. Para sobreviver a esse desafio, plantas desenvolveram vários mecanismos de atenuação do excesso de energia nos fotossistemas, além de contar com uma eficiente maquinaria de remoção do excesso de H2O2, da qual fazem parte as APX citosólicas (cAPX). Entretanto, plantas duplamente silenciadas para as cAPX (OsAPX1/2) não apresentam grandes diferenças morfo-fenotípicas quando comparadas às não transformadas (NT), embora OsAPX1/2 apresente indução de expressão de diversas proteínas relacionadas com a fotossíntese, comparadas com as NT. As implicações fisiológicas dessa indução, assim como suas consequências para a resistência de OsAPX1/2 contra estresses de alta luz (HL), ainda são pouco conhecidas. Objetivando clarificar o papel das cAPx na fotossíntese, plantas de arroz OsAPX1/2 foram produzidas, submetidas a 24 horas de HL (2000 μmol m-2s-1) e estudadas quanto à expressão e atividade de proteínas relacionadas com a fotossíntese, fotorespiração e homeostase redox. A quantidade de diversas proteínas da PET (Lhcb1, PsbO, PsbP, PsbQ, PSAC, PC, e FDX FNR), bem como teores de Chl e Pheo foram aumentadas em OsAPX1/2 em condições normais de crescimento sem causar alterações nos parâmetros de atividade fotoquímica in vivo (Fv/Fm e Fm/Fm'). Em contraste, as proteínas relacionadas com expressão ciclo de Calvin-Benson (Rls, ativase de Rbc) e a atividade de carboxilação da rubisco (in vivo e in vitro) não foram alterados nos mutantes em condições normais de crescimento. Em HL, a expressão de proteínas relacionadas com fotossíntese foi fortemente reprimida em ambos os genótipos, assim como os parâmetros de trocas gasosas e Fv/Fm, sendo esse último forte indício de fotoinibição. Por outro lado, as proteínas relacionadas com a fotorespiração, ou mostraram aumento na expressão/atividade em resposta à luz elevada (NT) ou manutenção de níveis já elevados (OsAPX1/2). A expressão e atividade de Cu/Zn-SOD de cloroplastos mostrou resposta similar a exibida pelas proteínas da fotorespiração, embora a atividade de APX de tilacóides tenha sido fortemente reduzida em OsAPX1/2, evidenciando deficiência no ciclo água-água. Tomados em conjunto, estes dados demonstram que a indução da expressão de proteínas relacionadas com o PET em OsAPX1/2 pode representar um mecanismo compensatório para a manutenção da atividade fotossintética aos níveis da NT. Por outro lado, sob HL, é possível que o aumento da expressão de proteínas associadas com fotorespiração em OsAPX1/2 atue como dissipador alternativo de elétrons, compensando a deficiência no ciclo da água-água dessas plantas

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / Chile necesita variedades de arroz (Oryza sativa L.) que se adapten mejor a las condiciones de clima, suelo y manejo del país, como por ejemplo variedades de ciclo más corto y de alto rendimiento que las existentes. En este sentido, la empresa Maqsarroz introdujo en Chile una nueva variedad de arroz, Sandora, proveniente de Hungría. En esta memoria se estudió el efecto de la fecha de siembra, la dosis de nitrógeno y de semilla en las variables biomasa, rendimiento, peso 1.000 granos, granos por metro cuadrado, panículas por metro cuadrado, granos por panícula y porcentaje de granos llenos. Se utilizó un diseño estadístico de parcelas divididas en bloques completamente aleatorizados, la parcela principal fue la fecha de siembra, la sub-parcela la dosis de nitrógeno y la dosis de semilla ocupó la sub-sub-parcela. Los resultados obtenidos muestran que una combinación correcta de fecha de siembra y dosis de nitrógeno permite alcanzar los mayores rendimientos. Una siembra temprana fertilizada con 100 kg N ha-1 obtuvo el mayor rendimiento, 9.3 Mg ha-1, lo que contrasta con una siembra tardía que también fue fertilizada con 100 kg N ha-1, pero en la que se obtuvo un rendimiento de 6,2 Mg ha-1. En lo que respecta a la dosis de semilla, independiente de las dosis utilizadas, cuando se complementó con 100 kg N ha-1 en todos los casos se obtuvieron rendimientos entre 7,3 y 7,8 Mg ha-1.

Cadmium (Cd) is one of the major contaminants in agricultural soil, threatening agricultural production and human health. The objectives of this research work were to understand the tolerance mechanism in rice (Oryza sativa L.) genotype with more Cd-tolerance, and the relation between changes of peroxidases activities and peroxidase gene expression profiles after Cd-treated. For more, we analysis about cis-acting elements in the rice peroxidase genes promoter sequences region, gene structure of rice peroxidase genes and phylogenic relation among 9 peroxidase genes which were blasted from 6 Arabidopsis thaliana Cd-induced based on the peroxidase genes protein sequences. We used 9 upland and 32 varieties rice seeds as materials for germination and the growth of seedlings test with 50 or 500 £gM CdCl2 application, respectively. Rice seeds germination is a complex physiological and biochemical process, and is highly affected by cadmium. The results showed that Cd inhibited both the growth of radicles and coleoptiles. At germination stage, Cd highly inhibited the growth of upland rice. Among these rice varieties, Japonica type cultivars are more tolerant to Cd, but Indica type are more sensitive to Cd. Upland rice cultivars are the most sensitive to Cd. At seedling stage, Cd highly inhibited the growth of roots, but slightly inhibited the growth of shoots. To cope with Cd-induced stresses, plants adopt different strategies and posses a variety of defense mechanisms to prevent themselves from Cd damage. Peroxidase (POXs) is an important antioxidative enzyme for defense responses against Cd oxidative stress. The results suggested that different rice variety has a specific peroxidase gene expression pattern by the pI focusing electrophoresis after Cd-treated, and the peroxidase activities are significant differences when these rice varieties faced Cd stress. In this study, we searched the rice databases (japonica type) and cloned the promoter sequences of the indica type of the rice peroxidase genes, pI 4.5 POX and pI 5.1 POX genes. According to the search results about cis-acting elements from PLACE and PlantCARE databases, these cis-acting elements can be divided into three classes, showing as follow¡G1. Transcriptional related; 2. Light regulated related, and 3. Plant hormones- and stress-related. Based on all reported cis-acting elements, there are many types of transcription factors (TFs) involved in regulation of rice pI 4.5 POX and pI 5.1 POX genes expression. These TFs, which can recognize the specific cis-acting elements to regulate the gene expression, and will be induced by stresses and defense-related plant hormones. We found a cis-acting element (CURECORECR) which response to copper in both rice peroxidase genes promoter regions. There is a number of difference between Japonica type and Indica type peroxidase genes, japonica type peroxidase has more cis-acting elements than indica type. Plant class III peroxidases are present in all land plants. All land plant peroxidase genes are with the same putative ancestor of peroxidase genes and are orthologous genes, but they have specific functions of individual perxidase genes owing to their promoter sequences are very divergent. We used 6 Arabidopsis Cd-related peroxidases protein sequences as a starting point for rice peroxidase datas mining. We found 9 rice peroxidase genes have a closely relation among them. For more details about these rice peroxidase genes, searching each one of these rice peroxidases its gene structure on the Rice Genome Annotation Project (RGAP), comparison and their relation. The expressions of these peroxidase genes are very different among them after Cd treatment, and we also found the same cis-acting element (CURECORECR) which response to copper in all 9 rice peroxidase genes promoter regions. There is a number of difference among them.

Cd significantly inhibited the growth of both rice cultivars. The Tainung 67 cultivar is more tolerant to Cd than Taichung 1 cultivar after 48 h incubation in CdCl2 solution. The Cd tolerant cultivar¡XTainung 67¡¦s PODs in roots might synthesize more lignin in Cd-treatments. Meanwhile, the decrease of H2O2 levels is accompanied with the enhancement of POD activity in Cd-treated tissues. PODs here might also remove excess H2O2, thus serving detoxifying role and synthesizing more lignin for protection. In Taichung 1 cultivar, the accumulation of H2O2 in Cd-treated tissues could be due to the less amount of POD enhancement induced by Cd. In response to Cd treatment, the Taichung 1 cultivar also synthesizes little lignin, and therefore is Cd-sensitive.

Copper-treated rice seeding (Oryza sativa cv. Tainung 67 and Taichung native 1) showed significant inhibition in rice root growth, and an enhancement in POD activity. POD within Tainung 67 rice roots might synthesize more lignin in Cu-treated tissue. Meanwhile, the decrease of H2O2 levels is accompanied with the enhancement of POD activity in Cu-treated tissues. The increase in POD activity induced by Cu might remove excess hydrogen peroxide serving a detoxifying role and synthesizing more lignin for protection. In Taichung native 1 rice cultivar, high amounts of H2O2 accumulated in Cu-treated tissues could be due to the less amounts of POD induced by Cu. In response to Cu treatment, the Taichung native 1 cultivar also synthesizes a little lignin, and is more Cu-sensitive. Therefore, The Tainung 67 cultivar is more tolerant to Cu than Taichung native 1.

Cadmium-treated rice seeding (Oryza sativa L. cv. Taichung Native 1 and O. sativa L. cv. Tainung 67) showed inhibition in the growth of rice roots or leaves, and an enhancement in POX activity. In Tainung 67 cultivar, Cd treatment may have influence over cis-regulatory elements in POX promoter region and enhanced transcription of POX or enhance glycosylation of POX. The increase in POX activity induced by Cd might remove excess hydrogen peroxide serving a detoxifying role and synthesizing more lignin for protection. In Taichung Native 1 cultivar, high amounts of H2O2 accumulated in Cd-treated tissues could be due to the less amounts of POX induced by Cd. In response to Cd treatment, the Taichung Native 1 cultivar also synthesizes a little lignin, and is more Cd-sensitive. Therefore, the Tainung 67 cultivar is more tolerant to Cd than Taichung Native 1.

Aluminum-treated rice seeding (Oryza sativa L. cv. Taichung Native 1 and O. sativa L. cv. Tainung 67) showed significant inhibition in rice root growth, and an enhancement of POX activity. In Tainung 67 cultivar rice synthesizes more lignin in Al-treated tissue. Meanwhile, the decrease of H2O2 levels is accompanied with the enhancement of POX activity in Al-treated tissue. The increase in POX activity induced by Al might remove excess hydrogen peroxide serving a detoxifying role and synthesizing more lignin for protection. In Taichung native 1 cultivar, high amounts of H2O2 accumulated in Al-treated tissues could be due to the less amounts of POX induced by Al. In response to Al treatment, the Taichung native 1 cultivar synthesizes less lignin in comparison with that of Tainung 67, and is more Al-less tolerant. Therefore, the Tainung 67 cultivar is more tolerant to Al than Taichung native 1.