La paroi des cellules végétales subit des modifications afin de s'assouplir ou de se rigidifier selon les besoins de la plante. Cette paroi est une structure complexe, composée de cellulose, d'hémicellulose et de pectines. Les modifications subies par les pectines au cours de l'élongation cellulaire sont encore assez peu caractérisées. Dans ce contexte, le but de ce projet est d'étudier le rôle de deux polygalacturonases (PG) dans le développement racinaire de la plante modèle A. thaliana. Les PG sont des enzymes de dégradation des homogalacturonanes (HG), le composant pectique majoritaire de la paroi primaire. Notrehypothèse est que les PG dégradent partiellement les HG des parois longitudinales des cellules racinaires en élongation. Cette dégradation engendrerait un assouplissement pariétal localisé, permettant la croissance anisotropique des cellules. Nos résultats indiquent que les gènes des deux PG étudiées, nommés PG ROOT APICAL MERISTEM (PG RAM) et PG ROOT (PG R) sontexprimés de façon complémentaire dans la racine, l'un dans le méristème racinaire (PG RAM), et l'autre dans la zone d'élongation et de différenciation (PG R). De plus, la sur-expression de la protéine PG R entraine une augmentation de l’élongation des hypocotyles étiolés, ainsi qu'une augmentation de la densité de racines latérales par rapport au sauvage, démontrant son rôle dans le développement racinaire et dans l'allongement cellulaire. Enfin, nous avons démontré que l'expression des gènes de ces PG était contrôlée de façon différentielle par les facteurs de transcription de la famille PLETHORA (PLT). / Plant cell wall structure is modified to control its stiffness or flexibility according to plant’s requirements. The cell wall is a complex structure, composed of cellulose, hemicelluloses and pectins. Pectin modifications during cellular elongation are not very well characterized. In this context, the aim of this project is to study the roles of two polygalacturonases (PG) in the root development on the model plant A. thaliana. PG are homogalacturonans (HG) degradation enzymes, HG being the major pectic component of the primary cell wall. This degradation would lead to a local parietal relaxation, allowing anisotropic growth of the cells. Our results show that the two studied PG, named PG ROOT APICAL MERISTEM (PG RAM) and PG ROOT (PG R), are expressed in complementary areas of the root, either in the root apical meristem (PG RAM) or in the elongated and differenciated root tissues (PG R). Furthermore, the over-expression of PG R results in longer etiolated hypocotyls and increases root density when compared to wild-type, demonstrating its function in root development and in cell elongation. Finally, we demonstrated that expression of these two PG genes is under the control of PLETHORA (PLT) family transcription factors, by differentially ways

Durante esse trabalho de pesquisa verificou-se que a aquisição de competência para conversão de ápices radiculares de Catasetum fimbriatum em gemas caulinares aumentava à medida que as plantas envelheciam. Esse processo esteve relacionado ao estabelecimento do crescimento determinado das raízes e com a parada da atividade e re-organização estrutural do meristema apical radicular (MAR). Este, quando ainda jovem e destituído de competência para a conversão em gemas, apresentava uma organização do tipo fechada, ao passo que em estágios avançados do envelhecimento este padrão transformou-se em um tipo aberto, marcado pela diferenciação e predominância de células parenquimáticas. Tais alterações, aparentemente, ocorreram com a concomitante perda das características e funções do centro de quiescente (CQ). De maneira complementar, constatou-se que a aquisição de competência do MAR para conversão em gemas estava correlacionada a uma série de alterações metabólicas, as quais, supostamente, participaram de uma condição fisiológica favorável a esse processo. Com base no conjunto de dados obtidos, pode-se observar que os teores endógenos de importantes participantes na progressão de divisões celulares, tais como auxinas, citocininas e formas reduzidas de ascorbato e glutationa tenderam a diminuir durante o envelhecimento das raízes. Por outro lado, durante esse mesmo período, o conteúdo de alguns hormônios envolvidos na sinalização de condições de estresse ou diferenciação celular, tais como etileno, ácido abscísico e giberelinas tenderam a aumentar. As concentrações relativas de importantes sinalizadores secundários, tais como óxido nítrico e cálcio citossólico também apresentaram aumento conspícuo na região do MAR durante o envelhecimento. Agregando elementos a estas constatações, verificou-se que o transporte polar de auxina seria um importante sinal posicional para a manutenção das características e função do MAR, uma vez que o seu bloqueio em plantas jovens foi suficiente para causar a aquisição da competência do MAR, no entanto, o processo de conversão não era consolidado enquanto os ápices radiculares permaneceram ligados às plantas. A aplicação de etileno em plantas jovens, por sua vez, desencadeou efeitos similares; no entanto, além de induzir a competência, esse hormônio também proporcionou a conversão dos MARs em gemas via aumento nos teores endógenos de citocininas. O tratamento de ápices radiculares jovens com diferentes tipos de citocininas revelaram que citocininas do tipo isopenteniladenina (iP e iPR) mostraram-se mais de perto relacionadas à retenção de características radiculares, ao passo que as do tipo zeatina (Z e ZR) apresentou maior influência e presença em condições em que as características radiculares foram perdidas. Por outro lado, a aplicação de substâncias moduladoras do balanço redox em ápices radiculares jovens mostrou que o estresse oxidativo proporcionou a aquisição de competência do MAR para conversão em gemas. Essa mesma tendência foi observada com a aplicação de concentrações relativamente elevadas de substâncias indutoras da elevação dos teores de óxido nítrico e cálcio citossólico nos tecidos. Os ápices radiculares com competência parcialmente estabelecida, analisados logo nas primeiras horas após o isolamento, revelaram que sua separação da planta-mãe acelerava as mudanças morfológicas que naturalmente ocorrem no MAR em estágios avançados do envelhecimento. Durante esse mesmo período, verificou-se uma queda rápida nos teores endógenos de citocininas (principalmente do tipo iP), proporcionando a predominância de citocininas do tipo Z durante a maior parte do primeiro dia de isolamento dos explantes, a qual coincidiu com a mudança no padrão de organização do MAR do tipo intermediário-aberto para o totalmente aberto. O avanço das modificações no ápice radicular após esse período desencadeou o estabelecimento do meristema caulinar, cujo evento esteve relacionado a uma tendência de aumento nos teores de citocininas e de ascorbato após o primeiro dia de isolamento. Dessa forma, os estágios mais avançados do envelhecimento radicular, bem como a separação de ápices radiculares com competência parcialmente estabelecida, parecem desencadear e aumentar a competência do MAR para conversão por meio de modificações morfológicas e fisiológicas muito similares nos ápices radiculares. Essas alterações envolveram a perda das características radiculares, a qual parece depender de alterações no controle exercido pelo CQ sobre o desenvolvimento das demais células no MAR. Esses eventos na região do CQ se revelaram condição sine qua non para a complementação da aquisição de competência do MAR, sendo esta dependente da intensidade das perturbações sobre o controle da organização do MAR. Dessa forma, a conversão do meristema apical radicular de C. fimbriatum em gemas caulinares parece decorrer da formação de um novo grupo de células na antiga região do CQ do MAR alterado. Essas células pareceram competentes para responder a diferentes estímulos que as direcionariam a uma nova rota do desenvolvimento que, nesse caso, seria o estabelecimento de um meristema caulinar com conseqüente desenvolvimento de uma gema vegetativa. / During this research work, it was noticed that competence acquisition for the conversion of Catasetum fimbriatum root tips into buds was related to the plant ageing. This process seems to be coupled with the establishment of the determinate root growth and with the cessation in the activity and structural re-organization of the root apical meristem (RAM). Young and non-competent root tips showed a closed RAM architecture, and the ageing process stimulated the establishment of an open organization in the RAM, as indicated by a higher level of differentiation and a predominance of parenchymatic cells in the old root apices. These alterations were concomitant with the modifications on the characteristics and functions of quiescent center (QC). In agreement with these observations, the competence acquisition to the conversion of the MAR into buds was linked to a series of metabolic alterations, which probably play a role in this process. Based on the data obtained, it was observed that the endogenous levels of important components of the cell division progression, such as auxins, cytokinins and the reduced forms of ascorbate and glutathione showed a tendency of decrease during the root ageing. On the other hand, during this same period, the content of some hormones involved in signalling events of stress conditions or cellular differentiation, such as ethylene, abscisic acid and gibberellins exhibited a pattern of increase. The relative concentrations of important second messengers, such as nitric oxide and cytosolic calcium also displayed a marked increased in the RAM region during the ageing. Additionally, it was noticed that the auxin polar transport represents an important positional signal for the maintenance of the RAM characteristics and functions, once treatments that blocked the transport of this hormone promoted the MAR competence acquisition even in young plants, although, the conversion process did not complete while the root tips were maintained attached to the plants. The treatment of young plants with ethylene, on the contrary, caused similar effects; however, besides inducing the competence, this hormone also promoted the RAM conversion into buds via the elevation in the endogenous levels of cytokinins. The treatment of young root tips with different types of cytokinins indicated that iP-type cytokinins (iP and iPR) were more closely associated to the preservation of the root characteristics, while the Z-type cytokinins (Z and ZR) showed a higher importance when the root characteristics were lost. Furthermore, the treatment of young root apices with compounds that cause alterations in the cellular redox status indicated that the oxidative stress stimulated the competence acquisition for the RAM conversion into buds. This same tendency was observed with the application of relatively high concentrations of compounds that induce elevations in the levels of nitric oxide and cytosolic calcium in the tissues. The analyses carried out during the first hours after the isolation of partially competent root apices indicated that the detachment of the root tips from the original plants accelerated the morphological modifications that naturally occur at advanced stages of ageing. During this same period, it was observed a rapid decrease in the endogenous levels of cytokinins (specially of the iP-type), leading to a predominance of the Z-type cytokinins during the first day after the isolation of the explants, which coincided with the alteration of the RAM architecture from the intermediate-open type to the completely open type. After the first day of isolation, the progress in the root apices modifications resulted in the establishment of the shoot meristem, which was accompanied by an elevation in the endogenous levels of cytokinins and ascorbate. Therefore, advanced stages of root ageing, as well the isolation of the partially competent root apices, seem to increase the competence for the RAM conversion into buds via similar morphological and physiological changes in the root apices. These alterations involved the loss of the root characteristics, which possibly resulted from modifications in the control of the QC on the development of the other cells in the RAM. These events in the QC represent a sine qua non condition for the completion of the MAR competence acquisition, which is affected by the intensity of the perturbations on the control of the RAM organization. Therefore, the conversion of root apical meristem of C. fimbriatum into buds probably results from the formation of a new group of cells in the region of the QC of the altered RAM. These cells seem to be competent to respond to different stimulus that would directionate them to a new developmental route that, in this case, consists in the establishment of a shoot meristem.

The shoot apical meristem (SAM) is the structure that shapes the aerial architecture of the plant, by producing lateral organs throughout development. In the model plant Arabidopsis thaliana, the SAM is always identifiable as a characteristic dome, whether it is found in the centre of a rosette of leaves or at the tip of an inflorescence. When senescence occurs and organogenesis ceases, the now inactive SAM still retains its characteristic appearance and it is never consumed into a terminal structure, such as a flower. Mutant plants that undergo termination represent a valuable tool to understand how the SAM structure and function are maintained during plant life. The aim of this work was to investigate the dynamics of meristem development through morphological and genetic studies of three Arabidopsis mutants that exhibit distinct modes of SAM termination: distorted architecture 1 (dar1), adenosine kinase 1 (adk1) and terminal flower 2 (tfl2). The dar1 mutation is characterised by a severely distorted cellular architecture within the SAM. We propose that dar1 affects the pattern of cell differentiation and/or cell proliferation within the SAM apical dome, resulting in termination by meristem consumption. Instead, the adk1 mutation affects the organogenic potential of the SAM, without altering its structure. The adk1 mutant has increased levels of cytokinins and, as a consequence of this, cell division is enhanced and cell differentiation is prevented in the apex, causing termination by meristem arrest. Finally, tfl2 is mutated in the conserved chromatin remodelling factor HP1, a transcriptional repressor with multiple roles during plant development. The tfl2 SAM terminates by conversion into a floral structure, due to de-repression of floral identity genes. Interestingly, tfl2 mutants also show an altered response to light, an indication that TFL2 might act as a repressor also in the context of light signalling.

Although cottonseed is an important source of oil and fiber, the development of cotton embryos has not been investigated as well as development of cotton fiber. The development of cotton embryos in late heart-stage and early cotyledonary stage is less well investigated than the first 10-14 days after anthesis, or the late stages of embryo development during seed-fill and desiccation. This analysis focused on cotton embryos in the late heart-stage and early cotyledonary stage of development (1.5-4.0 mm or about 13-18 DPA). In vitro analyses are important tools for studying embryos in isolation from the endosperm and fiber and when it is necessary to monitor the developing embryo continuously. The original goal of this work was to develop an in vitro culture method that would support continued development of excised zygotic embryos from the early cotyledonary stage into complete plants with true shoots, i.e. true leaves or visible buds and then to use this method to study aspects of developmental regulation during cotyledonary stage and the transition to later stages. Not all embryos were competent to develop true shoots (an apical bud or a leaf plus a bud) in culture. A number of cultural variables were tested and eliminated. Embryo maturity at the time embryos were excised and the presence or absence of light during the first 14 days of culture affected the competence of immature embryos to developed true shoots. The effect of light was verified in several large replicated experiments. Morphological changes occurring during in vivo development were examined microscopically. The transition from heart-stage to early cotyledonary stage and the development of the first leaf from initials to a large structure were identified. Embryonic shoot apices continued to grow in cultured 1-3 mm embryos. The size and shape of light-treated and dark-treated embryonic apices was compared. A germination test of mature seeds identified seedlings with a similar phenotype occurring at similar rates in seedlings and light-cultured embryos and possible causes were discussed.

Development Related Termination of the Root Apical Meristem Activity Abstract Root system architecture is modulated through growth and branching of individual roots, while the growth is strictly regulated via long term apical meristem (RAM) maintenance and cell elongation. RAM activity is not consistent during root on- togeny, which was shown in several dicotyledonous species as change in root meristem structure and decline in root growth rate during individual root development. This thesis is focused on changes in extent and arrangement of meristematic tissues and their derivatives within adventitious roots of Acorus calamus and Oryza sativa during long term cultivation. Changes in meristem and elongation zone length, the root cap length, radial tissue complexity, as well as the changes in root hair emergence, etc., are put into relation with quantified expression level of selected important regulatory elements taking part in RAM maintenance (WOX and SCR family transcription factors). Methodology and approach for future research in this field are outlined. Keywords: Root, Apical Meristem, Root System Architecture, RAM Termination

Durante esse trabalho de pesquisa verificou-se que a aquisição de competência para conversão de ápices radiculares de Catasetum fimbriatum em gemas caulinares aumentava à medida que as plantas envelheciam. Esse processo esteve relacionado ao estabelecimento do crescimento determinado das raízes e com a parada da atividade e re-organização estrutural do meristema apical radicular (MAR). Este, quando ainda jovem e destituído de competência para a conversão em gemas, apresentava uma organização do tipo fechada, ao passo que em estágios avançados do envelhecimento este padrão transformou-se em um tipo aberto, marcado pela diferenciação e predominância de células parenquimáticas. Tais alterações, aparentemente, ocorreram com a concomitante perda das características e funções do centro de quiescente (CQ). De maneira complementar, constatou-se que a aquisição de competência do MAR para conversão em gemas estava correlacionada a uma série de alterações metabólicas, as quais, supostamente, participaram de uma condição fisiológica favorável a esse processo. Com base no conjunto de dados obtidos, pode-se observar que os teores endógenos de importantes participantes na progressão de divisões celulares, tais como auxinas, citocininas e formas reduzidas de ascorbato e glutationa tenderam a diminuir durante o envelhecimento das raízes. Por outro lado, durante esse mesmo período, o conteúdo de alguns hormônios envolvidos na sinalização de condições de estresse ou diferenciação celular, tais como etileno, ácido abscísico e giberelinas tenderam a aumentar. As concentrações relativas de importantes sinalizadores secundários, tais como óxido nítrico e cálcio citossólico também apresentaram aumento conspícuo na região do MAR durante o envelhecimento. Agregando elementos a estas constatações, verificou-se que o transporte polar de auxina seria um importante sinal posicional para a manutenção das características e função do MAR, uma vez que o seu bloqueio em plantas jovens foi suficiente para causar a aquisição da competência do MAR, no entanto, o processo de conversão não era consolidado enquanto os ápices radiculares permaneceram ligados às plantas. A aplicação de etileno em plantas jovens, por sua vez, desencadeou efeitos similares; no entanto, além de induzir a competência, esse hormônio também proporcionou a conversão dos MARs em gemas via aumento nos teores endógenos de citocininas. O tratamento de ápices radiculares jovens com diferentes tipos de citocininas revelaram que citocininas do tipo isopenteniladenina (iP e iPR) mostraram-se mais de perto relacionadas à retenção de características radiculares, ao passo que as do tipo zeatina (Z e ZR) apresentou maior influência e presença em condições em que as características radiculares foram perdidas. Por outro lado, a aplicação de substâncias moduladoras do balanço redox em ápices radiculares jovens mostrou que o estresse oxidativo proporcionou a aquisição de competência do MAR para conversão em gemas. Essa mesma tendência foi observada com a aplicação de concentrações relativamente elevadas de substâncias indutoras da elevação dos teores de óxido nítrico e cálcio citossólico nos tecidos. Os ápices radiculares com competência parcialmente estabelecida, analisados logo nas primeiras horas após o isolamento, revelaram que sua separação da planta-mãe acelerava as mudanças morfológicas que naturalmente ocorrem no MAR em estágios avançados do envelhecimento. Durante esse mesmo período, verificou-se uma queda rápida nos teores endógenos de citocininas (principalmente do tipo iP), proporcionando a predominância de citocininas do tipo Z durante a maior parte do primeiro dia de isolamento dos explantes, a qual coincidiu com a mudança no padrão de organização do MAR do tipo intermediário-aberto para o totalmente aberto. O avanço das modificações no ápice radicular após esse período desencadeou o estabelecimento do meristema caulinar, cujo evento esteve relacionado a uma tendência de aumento nos teores de citocininas e de ascorbato após o primeiro dia de isolamento. Dessa forma, os estágios mais avançados do envelhecimento radicular, bem como a separação de ápices radiculares com competência parcialmente estabelecida, parecem desencadear e aumentar a competência do MAR para conversão por meio de modificações morfológicas e fisiológicas muito similares nos ápices radiculares. Essas alterações envolveram a perda das características radiculares, a qual parece depender de alterações no controle exercido pelo CQ sobre o desenvolvimento das demais células no MAR. Esses eventos na região do CQ se revelaram condição sine qua non para a complementação da aquisição de competência do MAR, sendo esta dependente da intensidade das perturbações sobre o controle da organização do MAR. Dessa forma, a conversão do meristema apical radicular de C. fimbriatum em gemas caulinares parece decorrer da formação de um novo grupo de células na antiga região do CQ do MAR alterado. Essas células pareceram competentes para responder a diferentes estímulos que as direcionariam a uma nova rota do desenvolvimento que, nesse caso, seria o estabelecimento de um meristema caulinar com conseqüente desenvolvimento de uma gema vegetativa. / During this research work, it was noticed that competence acquisition for the conversion of Catasetum fimbriatum root tips into buds was related to the plant ageing. This process seems to be coupled with the establishment of the determinate root growth and with the cessation in the activity and structural re-organization of the root apical meristem (RAM). Young and non-competent root tips showed a closed RAM architecture, and the ageing process stimulated the establishment of an open organization in the RAM, as indicated by a higher level of differentiation and a predominance of parenchymatic cells in the old root apices. These alterations were concomitant with the modifications on the characteristics and functions of quiescent center (QC). In agreement with these observations, the competence acquisition to the conversion of the MAR into buds was linked to a series of metabolic alterations, which probably play a role in this process. Based on the data obtained, it was observed that the endogenous levels of important components of the cell division progression, such as auxins, cytokinins and the reduced forms of ascorbate and glutathione showed a tendency of decrease during the root ageing. On the other hand, during this same period, the content of some hormones involved in signalling events of stress conditions or cellular differentiation, such as ethylene, abscisic acid and gibberellins exhibited a pattern of increase. The relative concentrations of important second messengers, such as nitric oxide and cytosolic calcium also displayed a marked increased in the RAM region during the ageing. Additionally, it was noticed that the auxin polar transport represents an important positional signal for the maintenance of the RAM characteristics and functions, once treatments that blocked the transport of this hormone promoted the MAR competence acquisition even in young plants, although, the conversion process did not complete while the root tips were maintained attached to the plants. The treatment of young plants with ethylene, on the contrary, caused similar effects; however, besides inducing the competence, this hormone also promoted the RAM conversion into buds via the elevation in the endogenous levels of cytokinins. The treatment of young root tips with different types of cytokinins indicated that iP-type cytokinins (iP and iPR) were more closely associated to the preservation of the root characteristics, while the Z-type cytokinins (Z and ZR) showed a higher importance when the root characteristics were lost. Furthermore, the treatment of young root apices with compounds that cause alterations in the cellular redox status indicated that the oxidative stress stimulated the competence acquisition for the RAM conversion into buds. This same tendency was observed with the application of relatively high concentrations of compounds that induce elevations in the levels of nitric oxide and cytosolic calcium in the tissues. The analyses carried out during the first hours after the isolation of partially competent root apices indicated that the detachment of the root tips from the original plants accelerated the morphological modifications that naturally occur at advanced stages of ageing. During this same period, it was observed a rapid decrease in the endogenous levels of cytokinins (specially of the iP-type), leading to a predominance of the Z-type cytokinins during the first day after the isolation of the explants, which coincided with the alteration of the RAM architecture from the intermediate-open type to the completely open type. After the first day of isolation, the progress in the root apices modifications resulted in the establishment of the shoot meristem, which was accompanied by an elevation in the endogenous levels of cytokinins and ascorbate. Therefore, advanced stages of root ageing, as well the isolation of the partially competent root apices, seem to increase the competence for the RAM conversion into buds via similar morphological and physiological changes in the root apices. These alterations involved the loss of the root characteristics, which possibly resulted from modifications in the control of the QC on the development of the other cells in the RAM. These events in the QC represent a sine qua non condition for the completion of the MAR competence acquisition, which is affected by the intensity of the perturbations on the control of the RAM organization. Therefore, the conversion of root apical meristem of C. fimbriatum into buds probably results from the formation of a new group of cells in the region of the QC of the altered RAM. These cells seem to be competent to respond to different stimulus that would directionate them to a new developmental route that, in this case, consists in the establishment of a shoot meristem.

Characterization of the ontogenic program is essential to infer about palnts adaptation strategies. Frequently, morphogenesis of tropical forage grasses is reported to be analogous to that of temperate forage grasses. However, tropical grasses show stem development still during the vegetative phase of growth and under high light availability conditions. Stem elongation potentially impacts plants growth, with implications for grazing management. In tropical conditions, elephantgrass cv. Napier is considered one of the most productive grass species under grazing. The objective of this study was to characterize the ontogenic development of elephantgrass, coordination between phytomers, stem elongation and leaf and internode coordination in main and primary axes, using an isolated plant protocol. The experiment was conducted in Piracicaba, SP, during the Spring (2015), Summer (2016) and Autumn (2016), using a complete randomized block design, with 4 replicates. Eighty fiber cement tanks (0.343 m3) were used. Each block was composed of 20 tanks, 10 used to evaluate the morphogenic and developmental characteristics and 10 for the destructive evaluations. Measurements of leaf and stem elongation were performed every two days to determine the following variables: leaf appearance rate (LAR), leaf elongation rate (LER), leaf elongation duration (LED) and final leaf length (FLL). From day 10 of the evaluation period in Summer and Autumn and day 25 in Spring, 10 cuts were performed for destructive assessments every 5 days. At the time of the destructive evaluations, the following variables were measured: apical meristem heigth (AMH); sheath tube length (STL); number of expanding leaves (NEL); number of expanded leaves (NEXL). Measurements of sheath length (SL) and internode length (IL) were performed only on the main axis. On the main axis LAR (0.02 leaves degree-days-1) and LER (0.26 cm degree-days-1) were constant, whereas LED and FLL increased with leaf rank on the axis. LED ranged from 150 to 280 degree-days from phytomer 10 to 20. In Autumn, due to flowering, LED decreased with leaf rank. SL increased until reaching a maximum value of approximately 10-12 cm from the phytomer 12-13 onwards. When evaluated in phyllochronic units, similar pattern was observed across seasons of the year for a common leaf rank group. However, in all seasons, higher leaf ranks presented greater LED. Higher LAR were reported for topmost primary axes and LER increased with leaf rank until reaching a maximum, remaining constant afterwards. The LED increased with leaf rank in main and primary axes. The stem elongation began from phytomer 8 on the main axis in all seasons of the year, and in earlier phytomers for the other primary axes. In the main axis, internode length ranged from 0.5-2.0 cm for phytomer 8 until reaching a maximum value of 8-10 cm for phytomers 12-13 onwards, in Spring and Summer. During Autumn, maximum values of internode length were approximately 20 cm. Internode elongation begins concomitantly with the cessation of leaf elongation, and after 5 phyllochronic units from leaf appearance. In all axes, STL increased until reaching a maximum value of approximately 12-13 cm in Summer and 11-12 cm in Spring, coinciding with the beginning of stem elongation. The ontogenic development described for elephantgrass differs from that reported for temperate forage grasses. There was a seasonality effect. Axes development presents a hierarchical and synchronized organization. However, for the upper axes and topmost phytomers behavior is different and needs to be investigated. The stem elongation process can be described by the number of produced leaves. This study provides a key element for understanding phenotypic plasticity and corresponds to an useful information to identify the onset of stem elongation in field conditons. This result can potentially be used for functional-structural plant modelling. / A caracterização do desenvolvimento ontogênico é de fundamental importância para inferir sobre estratégias de adaptação das plantas. Frequentemente, a morfogênese de gramíneas tropicais é reportada como análoga à de gramíneas de clima temperado. No entanto, gramíneas tropicais apresentam colmo ainda na fase vegetativa e com elevada disponibilidade de luz. O alongamento de colmo potencialmente altera a dinâmica do desenvolvimento, com implicações sobre o manejo do pastejo. Em condições tropicais, o capim-elefante cv. Napier é considerado uma das gramíneas mais produtivas sob condições de pastejo. Objetivou-se com esse estudo caracterizar o desenvolvimento ontogênico do capim-elefante, a coordenação entre fitômeros, o alongamento de colmo e a coordenação entre folha e entrenó em perfilhos principais e axilares, em condições de plantas isoladas. O experimento foi conduzido em Piracicaba-SP, durante a Primavera (2015), Verão (2016) e Outono (2016), utilizando um delineamento em blocos completos casualizados, com 4 repetições. Foram instalados 80 tanques de fibrocimento (0,343 m3). Cada bloco era composto por 20 tanques, sendo que 10 foram utilizados para avaliar as características morfogênicas e de desenvolvimento e os outros 10 para as avaliações destrutivas. Medições do alongamento da lâmina foliar e do colmo foram realizadas a cada dois dias, para determinação das variáveis: taxa de aparecimento de folhas (TAF), taxa de alongamento de folhas (TAlF), duração do alongamento de folhas (DAF) e comprimento final da folha (CFF). A partir do dia 10 do período de avaliação no Verão e no Outono e do dia 25 na Primavera, foram feitos 10 cortes para avaliações destrutivas, a cada 5 dias. Por ocasião das avaliações destrutivas, as seguintes variáveis foram medidas: altura do meristema apical (AMA); comprimento do tubo de bainha (CTB); número de folhas em expansão (NFE); número de folhas expandidas (NFEX). Medições da bainha foliar (BF) e do comprimento do entreno (CE) foram realizadas apenas para o eixo principal (perfilho basal). No eixo principal, a TAF (0,02 folhas graus-dias-1) e a TAlF (0,26 cm graus-dias-1) foram constantes, enquanto que a DAF e o CFF aumentou com nível de inserção da folha no perfilho. A DAF variou de 150 a 280 graus-dias do fitômero 10 ao 20. No Outono, em função do florescimento, a DAF diminuiu com o nível de inserção da folha. O comprimento da BF foi crescente até atingir um valor máximo de aproximadamente 10-12 cm do fitômero 12-13 em diante. Quando avaliado em unidades filocrônicas, padrão semelhante foi observado entre épocas do ano para um grupo comum de níveis de inserção de folhas. No entanto, em todas as estações, níveis de inserção de folhas superiores apresentaram maiores DAF. Maiores TAF foram reportadas para eixos primários (perfilhos axilares) localizados acima do nível do solo e a TAlF foi crescente com o nível de inserção da folha até atingir um nível máximo, apartir do qual foi constante. A DAF foi crescente com o nível de inserção da folha em todos os eixos. O alongamento do colmo ocorreu a partir do fitômero 8 no eixo principal em todas as estações do ano, e em fitômeros anteriores para os demais eixos primários. No eixo principal, o CE variou de 0,5-2,0 cm no fitômero 8 até atingir valores máximos de 8-10 cm do fitômero 12-13 em diante, na Primavera e Verão. No Outono, valores máximos de entrenó foram de aproximadamente 20 cm. O alongamento do entrenó inicia-se concomitantemente ao término do alogamento da folha, e a um tempo de 5 filocronos do aparecimento da folha. Em todos os eixos, o CTB aumentou até atingir um valor máximo de aproximadamente 12-13 cm no verão e 11-12 cm na primavera, momento que coincidiu com o início do alongamento do colmo. O desenvolvimento ontogênico descrito para capim-elefante diverge daquele descrito para gramíneas de clima temperado. Houve efeito de sazonalidade. O desenvolvimento dos eixos apresenta organização hierárquica e sincronizada. No entanto, para os eixos superiores e fitômeros acima do nível do solo, o comportamento é diferente. O alongamento do colmo pode ser descrito pelo número de folhas produzidas. Este estudo fornece um elemento-chave para a compreensão da plasticidade fenotítipa e informações úteis para identificar o início do alongamento do colmo no campo. Este resultado pode ser utilizado potencialmente para modelagem de processos estrutura-função da planta.

Characterization of the ontogenic program is essential to infer about palnts adaptation strategies. Frequently, morphogenesis of tropical forage grasses is reported to be analogous to that of temperate forage grasses. However, tropical grasses show stem development still during the vegetative phase of growth and under high light availability conditions. Stem elongation potentially impacts plants growth, with implications for grazing management. In tropical conditions, elephantgrass cv. Napier is considered one of the most productive grass species under grazing. The objective of this study was to characterize the ontogenic development of elephantgrass, coordination between phytomers, stem elongation and leaf and internode coordination in main and primary axes, using an isolated plant protocol. The experiment was conducted in Piracicaba, SP, during the Spring (2015), Summer (2016) and Autumn (2016), using a complete randomized block design, with 4 replicates. Eighty fiber cement tanks (0.343 m3) were used. Each block was composed of 20 tanks, 10 used to evaluate the morphogenic and developmental characteristics and 10 for the destructive evaluations. Measurements of leaf and stem elongation were performed every two days to determine the following variables: leaf appearance rate (LAR), leaf elongation rate (LER), leaf elongation duration (LED) and final leaf length (FLL). From day 10 of the evaluation period in Summer and Autumn and day 25 in Spring, 10 cuts were performed for destructive assessments every 5 days. At the time of the destructive evaluations, the following variables were measured: apical meristem heigth (AMH); sheath tube length (STL); number of expanding leaves (NEL); number of expanded leaves (NEXL). Measurements of sheath length (SL) and internode length (IL) were performed only on the main axis. On the main axis LAR (0.02 leaves degree-days-1) and LER (0.26 cm degree-days-1) were constant, whereas LED and FLL increased with leaf rank on the axis. LED ranged from 150 to 280 degree-days from phytomer 10 to 20. In Autumn, due to flowering, LED decreased with leaf rank. SL increased until reaching a maximum value of approximately 10-12 cm from the phytomer 12-13 onwards. When evaluated in phyllochronic units, similar pattern was observed across seasons of the year for a common leaf rank group. However, in all seasons, higher leaf ranks presented greater LED. Higher LAR were reported for topmost primary axes and LER increased with leaf rank until reaching a maximum, remaining constant afterwards. The LED increased with leaf rank in main and primary axes. The stem elongation began from phytomer 8 on the main axis in all seasons of the year, and in earlier phytomers for the other primary axes. In the main axis, internode length ranged from 0.5-2.0 cm for phytomer 8 until reaching a maximum value of 8-10 cm for phytomers 12-13 onwards, in Spring and Summer. During Autumn, maximum values of internode length were approximately 20 cm. Internode elongation begins concomitantly with the cessation of leaf elongation, and after 5 phyllochronic units from leaf appearance. In all axes, STL increased until reaching a maximum value of approximately 12-13 cm in Summer and 11-12 cm in Spring, coinciding with the beginning of stem elongation. The ontogenic development described for elephantgrass differs from that reported for temperate forage grasses. There was a seasonality effect. Axes development presents a hierarchical and synchronized organization. However, for the upper axes and topmost phytomers behavior is different and needs to be investigated. The stem elongation process can be described by the number of produced leaves. This study provides a key element for understanding phenotypic plasticity and corresponds to an useful information to identify the onset of stem elongation in field conditons. This result can potentially be used for functional-structural plant modelling. / A caracterização do desenvolvimento ontogênico é de fundamental importância para inferir sobre estratégias de adaptação das plantas. Frequentemente, a morfogênese de gramíneas tropicais é reportada como análoga à de gramíneas de clima temperado. No entanto, gramíneas tropicais apresentam colmo ainda na fase vegetativa e com elevada disponibilidade de luz. O alongamento de colmo potencialmente altera a dinâmica do desenvolvimento, com implicações sobre o manejo do pastejo. Em condições tropicais, o capim-elefante cv. Napier é considerado uma das gramíneas mais produtivas sob condições de pastejo. Objetivou-se com esse estudo caracterizar o desenvolvimento ontogênico do capim-elefante, a coordenação entre fitômeros, o alongamento de colmo e a coordenação entre folha e entrenó em perfilhos principais e axilares, em condições de plantas isoladas. O experimento foi conduzido em Piracicaba-SP, durante a Primavera (2015), Verão (2016) e Outono (2016), utilizando um delineamento em blocos completos casualizados, com 4 repetições. Foram instalados 80 tanques de fibrocimento (0,343 m3). Cada bloco era composto por 20 tanques, sendo que 10 foram utilizados para avaliar as características morfogênicas e de desenvolvimento e os outros 10 para as avaliações destrutivas. Medições do alongamento da lâmina foliar e do colmo foram realizadas a cada dois dias, para determinação das variáveis: taxa de aparecimento de folhas (TAF), taxa de alongamento de folhas (TAlF), duração do alongamento de folhas (DAF) e comprimento final da folha (CFF). A partir do dia 10 do período de avaliação no Verão e no Outono e do dia 25 na Primavera, foram feitos 10 cortes para avaliações destrutivas, a cada 5 dias. Por ocasião das avaliações destrutivas, as seguintes variáveis foram medidas: altura do meristema apical (AMA); comprimento do tubo de bainha (CTB); número de folhas em expansão (NFE); número de folhas expandidas (NFEX). Medições da bainha foliar (BF) e do comprimento do entreno (CE) foram realizadas apenas para o eixo principal (perfilho basal). No eixo principal, a TAF (0,02 folhas graus-dias-1) e a TAlF (0,26 cm graus-dias-1) foram constantes, enquanto que a DAF e o CFF aumentou com nível de inserção da folha no perfilho. A DAF variou de 150 a 280 graus-dias do fitômero 10 ao 20. No Outono, em função do florescimento, a DAF diminuiu com o nível de inserção da folha. O comprimento da BF foi crescente até atingir um valor máximo de aproximadamente 10-12 cm do fitômero 12-13 em diante. Quando avaliado em unidades filocrônicas, padrão semelhante foi observado entre épocas do ano para um grupo comum de níveis de inserção de folhas. No entanto, em todas as estações, níveis de inserção de folhas superiores apresentaram maiores DAF. Maiores TAF foram reportadas para eixos primários (perfilhos axilares) localizados acima do nível do solo e a TAlF foi crescente com o nível de inserção da folha até atingir um nível máximo, apartir do qual foi constante. A DAF foi crescente com o nível de inserção da folha em todos os eixos. O alongamento do colmo ocorreu a partir do fitômero 8 no eixo principal em todas as estações do ano, e em fitômeros anteriores para os demais eixos primários. No eixo principal, o CE variou de 0,5-2,0 cm no fitômero 8 até atingir valores máximos de 8-10 cm do fitômero 12-13 em diante, na Primavera e Verão. No Outono, valores máximos de entrenó foram de aproximadamente 20 cm. O alongamento do entrenó inicia-se concomitantemente ao término do alogamento da folha, e a um tempo de 5 filocronos do aparecimento da folha. Em todos os eixos, o CTB aumentou até atingir um valor máximo de aproximadamente 12-13 cm no verão e 11-12 cm na primavera, momento que coincidiu com o início do alongamento do colmo. O desenvolvimento ontogênico descrito para capim-elefante diverge daquele descrito para gramíneas de clima temperado. Houve efeito de sazonalidade. O desenvolvimento dos eixos apresenta organização hierárquica e sincronizada. No entanto, para os eixos superiores e fitômeros acima do nível do solo, o comportamento é diferente. O alongamento do colmo pode ser descrito pelo número de folhas produzidas. Este estudo fornece um elemento-chave para a compreensão da plasticidade fenotítipa e informações úteis para identificar o início do alongamento do colmo no campo. Este resultado pode ser utilizado potencialmente para modelagem de processos estrutura-função da planta.

Genomic instability underlies diseases of unregulated cell growth that result in cancers and developmental abnormalities in humans. Similar genome destabilizing mechanisms are used to create genetic variety in crops for use in breeding and trait development. Errors that occur during DNA replication may cause mutations if they are not corrected before further cell divisions. DNA mismatch repair (MMR) corrects misinsertions and insertion/deletion DNA loop-outs that arise during DNA replication in plants, animals, prokaryotes, and some archaea, all of which incur mutations at rates 100 to 1,000-fold greater when subjected to inherited or somatic-mismatch repair deficiencies. An understanding of the effects of mismatch repair on somatic and germ-line cells in Arabidopsis thaliana is critical to the development of this plant as a model system for the study of genomic instability. Insertions and deletions of multiples of two base pairs in dinucleotide repeat sequences (microsatellites) occur more frequently in the absence of mismatch repair, and the mismatch-repair status of an individual, tissue, or cell may be inferred on the basis of microsatellite mutation frequency. Single-template PCR analysis measured microsatellite mutation frequencies in leaves and shoot-apical-meristem stem cells, and allowed me to address for the first time an important question: Do plants relax mismatch repair in vegetative tissues relative to meristematic germ-line and floral tissue? Analyses of four microsatellite loci in mismatch repair-deficient and wild type plants surprisingly suggest that there is little difference in mismatch repair activity between leaves and seeds. Mismatch-repair-deficient leaves displayed only two-fold higher microsatellite mutation frequency compared to wild type, and wild-type leaves also displayed a two-fold higher microsatellite mutation frequency compared to shoot-apical- meristems. The high frequency of microsatellite mutation in these wildtype tissues is unexpected, and it suggests that plants relax mismatch repair in differentiated tissues while maintaining genetic fidelity in a small set of stem cells in the shoot apical meristem (SAM). Genome sequencing of msh2⁻/⁻ mutation accumulation A. thaliana lines provides an estimated germ-line mutation rate of 3.9 × 10⁻⁷ in the absence of mismatch repair. Comparison of the rates of base substitution mutation per chromosome in mismatch repair-deficient plants with rates reported for wild-type plants suggests mismatch repair is more efficient on chromosome 5 than on chromosomes 1-4. Bias towards G:C → A:T mutations among transitions is maintained but increased nearly 100-fold in the absence of mismatch repair. / Graduation date: 2012

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:39:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1667701 bytes, checksum: 773fc3ac273d03aa28a80662f100d0a8 (MD5) Previous issue date: 2013-03-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The present research is about flowering control of chrysanthemum (Dendranthema grandiflora), variety "Eliot" in the greenhouse, by th technique called "night break" with artificial lighting using light bulb incandescent 100 Watt, LED 3 and 1 Watt power with different lighting cycles in pot chrysanthemum. The experimental design was randomized blocks with the following treatments: incandescent light cycles in 10 minutes of light for every 20 minutes of dark, light for 20 minutes every 10 minutes of dark and continuous illumination in the period from 22 to 02 hours. 3 Watt LED light cycles in 10 minutes of light to dark every 20 minutes, 20 minutes of light for every 10 minutes of dark and continuous illumination in the period from 22 to 02 hours. 1 Watt LED light cycles in 10 minutes of light to dark every 20 minutes, 20 minutes of light for every 10 minutes of dark and continuous illumination in the period from 22 to 02 hours. Finally no artificial lighting, totaling 10 treatments, each plot consisting of 3 pots. At the end of treatment the shoot apical meristem were collected and analyzed by anatomical longitudinal cuts measuring the follow features: first and second transversal length, meristem height, width and number of cells across the pith meristem and the number of cells with dense cytoplasm in the meristematic apex. At the peak of bloom the pots were analyzed and measured, plant height, average diameter of the plant in the pot, number of stems per pot, number of nodes per stem, length of the 3rd internode, number of inflorescences, dry mass of stem, leaf, flower and matter air. The results showed that the LED lighting keeps the characteristics of incandescent lighting getting quality plants and within the standards of marketing, but with reduced power consumption and improved durability reducing production costs. / A presente pesquisa trata sobre o controle do florescimento de crisântemo (Dendranthema grandiflora), variedade ―Eliot‖ em casa de vegetação, pela técnica chamada ―noite interrompida‖ com iluminação artificial utilizando lâmpada incandescente de 100 Watts, lâmpada LED de 3 Watts e 1 Watt de potência com diferentes ciclos de iluminação em crisântemo de vaso. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados com os seguintes tratamentos: lâmpada incandescente nos ciclos de iluminação 10 minutos de luz para cada 20 minutos de escuro, 20 minutos de luz para cada 10 minutos de escuro e iluminação contínua no período das 22 às 02 horas. Lâmpada LED 3 Watts nos ciclos de iluminação 10 minutos de luz para cada 20 minutos de escuro, 20 minutos de luz para cada 10 minutos de escuro e iluminação contínua no período das 22 às 02 horas. Lâmpada LED 1 Watt nos ciclos de iluminação 10 minutos de luz para cada 20 minutos de escuro, 20 minutos de luz para cada 10 minutos de escuro e iluminação contínua no período das 22 às 02 horas. E por fim sem iluminação artificial, totalizando 10 tratamentos, sendo cada parcela constituída por 3 vasos. Ao final do experimento do controle do florescimento foram coletados os meristemas apicais das hastes e analisadas através de cortes anatômicos longitudinais as características, comprimento transversal 1 e 2, altura do meristema, largura e número de células transversais do meristema medular e número de células com citoplasma denso do ápice meristemático. No auge do florescimento analisou-se altura de planta, diâmetro médio da planta no vaso, número de hastes por vaso, número de nós por haste, comprimento do 3º entrenó, número de inflorescências, massas seca de caule, folha, inflorescência e massa seca da parte aérea. Os resultados obtidos mostraram que a iluminação LED se equipara as características da iluminação incandescente obtendo plantas de qualidade e dentro dos padrões de comercialização, mas com redução no consumo de energia elétrica e maior durabilidade reduzindo assim os custos de produção.