Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:10:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340767.pdf: 1459883 bytes, checksum: 5abbab94210ca86f9881e53829bfde5e (MD5) Previous issue date: 2016 / Sementes de Araucaria angustifolia são colhidas com alto grau de umidade e seu metabolismo se mantém elevado durante o armazenamento. Visando à conservação da espécie, esta pesquisa buscou caracterizar eventos fisiológicos e bioquímicos envolvidos na perda de viabilidade e início precoce do metabolismo germinativo que ocorre em sementes de A. angustifolia após a colheita. As sementes foram coletadas em 2012, em duas populações de Santa Catarina e armazenadas em condição de ambiente de laboratório sem controle térmico e em câmara fria (temperatura de 10 ± 3°C e umidade relativa de 45 ± 5%). Para o estudo, avaliou-se o potencial de uso do teste de pH do exsudato visando obter um método rápido e eficiente para a avaliação da viabilidade das sementes; a qualidade fisiológica durante o armazenamento, observando-se a ocorrência da germinação sob armazenamento, uma consequência do metabolismo típico de sementes recalcitrantes, sendo as sementes classificadas em relação às ?categorias de desenvolvimento precoce?; o comportamento de sementes de diferentes variedades quanto à manutenção da qualidade fisiológica durante o armazenamento; a análise da hidrólise e mobilização de reservas no armazenamento de curto prazo e em função das categorias de desenvolvimento precoce; e a ocorrência do estresse oxidativo e ativação dos sistemas enzimáticos antioxidantes no embrião em função do armazenamento. Os resultados observados indicaram que o teste do pH do exsudato é eficiente para estimar de forma rápida a viabilidade de sementes, inclusive aquelas em avançado estádio de deterioração, devendo ser realizado em embriões excisados e embebidos em água destilada pelo período de 30 minutos. Além disso, observou-se que o início do processo de germinação precoce pode ser observado cerca de 30 dias após a coleta das sementes, coincidindo com o início da redução da viabilidade. A condição de câmara fria retardou o processo germinativo e formação das plântulas, mas não houve grandes diferenças quanto à manutenção da viabilidade das sementes em relação às condições de armazenamento. Dentre as variedades avaliadas, a variedade ?angustifolia? apresentou maior vigor e maior potencial de armazenamento em relação às demais. Alterações expressivas nos teores de metabólitos de reserva foram observadas nos primeiros três meses dearmazenamento das sementes, e ocorreram tanto em embriões quanto em megagametófitos. Em função do armazenamento houve redução no conteúdo de açúcares solúveis, amido e proteínas, mas durante a germinação precoce as alterações foram ainda mais expressivas, sendo observada uma redução no teor de aminoácidos e na intensidade e número de bandas do perfil proteico em embriões e megagametófitos. A mobilização das reservas durante a germinação teve início nos embriões, e as proteínas solúveis foram os primeiros componentes mobilizados para a formação das estruturas da plântula. Níveis elevados de H2O2 foram observados em sementes recém-colhidas, o que rapidamente induziu a atividade dos sistemas enzimáticos de proteção antioxidante, com elevação na atividade das enzimas APX, CAT e SOD durante 90 dias de armazenamento. Foram identificadas sete isoenzimas SOD nos embriões, e todas elas apresentaram aumento da atividade em resposta ao armazenamento. A peroxidação de lipídios e degradação de proteínas, consequências severas associadas à deterioração em sementes, foram observadas já nos primeiros três meses de armazenamento. Estes resultados permitem concluir que conforme ocorre o avanço da germinação, os embriões se tornam cada vez mais suscetíveis à deterioração. Por isso, acredita-se que a heterogeneidade no grau de maturação pode ser uma das principais causas de deterioração em sementes de A. angustifolia. Sugere-se ainda que as alterações nos metabólitos de reserva são baseadas no próprio metabolismo da semente para fornecer energia para os processos germinativos, caracterizando o contínuo metabólico existente nestas sementes, em oposição ao comportamento das sementes ortodoxas. Os danos bioquímicos ao metabolismo ocorreram antes da perda total de viabilidade e não são devidos a falhas nos mecanismos enzimáticos de proteção que responderam prontamente. As informações aqui geradas podem contribuir para elucidar pontos ainda incompreendidos sobre o metabolismo pós-colheita de sementes recalcitrantes.<br> / Abstract : Seeds of Araucaria angustifolia are harvested with high moisture content and their metabolism remains high during storage. For species conservation, this study aimed to characterize physiological and biochemical events involved in the viability loss and early initiation of germination metabolism that occurs in A. angustifolia seeds after harvest. Seeds were collected in 2012, from two populations in Santa Catarina and stored for 270 days under in the natural laboratory environment and in a cold chamber (temperature of 10 ± 3 ° C and relative humidity of 45 ± 5%). The potential use of pH exudate test to obtain a quick and efficient method for assessing the seed viability; the physiological quality during the storage, observing the occurrence of germination in storage, a consequence of the typical metabolism of recalcitrant seeds, and classifying them in relation to ?early developmental categories?; the behavior of different varieties of seeds for the maintenance of physiological quality during storage; the analysis of hydrolysis and mobilization of reserves in the short-term storage and according to early developmental categories; and the occurrence of oxidative stress and activation of antioxidant enzyme systems in the embryo as a function of storage. The results indicated that pH exudate test is efficient to quickly estimate the seed viability including those at an advanced stage of deterioration, and it must be performed on excised embryos soaked in distilled water for 30 minutes. Furthermore, it was observed that onset of early germination process can be observed approximately 30 days after seed harvest, coinciding with the start of the viability reduction. The cold chamber condition delayed the germination and seedling formation, but the storage conditions did not differ regarding the maintenance of seed. Among the seed varieties tested, the variety ?angustifolia? showed the higher vigor and storage potential compared to the others. Expressive changes in reserve metabolites were observed in the first three months of seed storage, and occurred both in embryos and in megagametophytes. There was a reduction in soluble sugars, starch and protein contents as a function of storage, but the changes were even more significant during early germination, being also possible to observe a reduction in amino acid content and in the intensity and number of bands on protein profile from embryos and megagametophytes. Reserve mobilization during germination began in the embryo, and soluble proteins were the first components mobilized to seedling structures formation. High H2O2 levels were observed in freshly harvested seeds, which quickly activated the enzyme systems ofprotection, with an increase in APX, SOD, and CAT activities during short-term storage. Seven SOD isoenzymes were identified in embryos, and all of them showed increased activity in response to storage. Lipid peroxidation and protein degradation, severe consequences associated with deterioration in seeds, have been observed within three months of storage. These results showed that the embryos become increasingly susceptible to deterioration as the advancement of germination occurs. Therefore, it is believed that the heterogeneity in the degree of maturation is one of the major causes of seed deterioration in A. angustifolia. It is suggested that the changes in reserve metabolites are not due to deterioration, but are based on seed metabolism itself providing energy for germination, characterizing the metabolic continuum in this seeds, as opposed to the behavior of orthodox seeds. Biochemical damage to metabolism occurred prior to complete viability loss, and was not due to failure of enzymatic mechanisms of protection, which responded promptly. The information generated here may contribute to elucidate points misunderstood on postharvest metabolism of recalcitrant seeds.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-01T04:12:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347203.pdf: 1897105 bytes, checksum: 3d9eca41618e974684aad4c96f958633 (MD5) Previous issue date: 2017 / A Araucaria angustifolia é uma espécie importante, tanto pelas suas funções ecológicas, quanto pelos seus usos para os humanos. No passado, a exploração madeireira ocorreu de maneira exploratória, resultando na fragmentação do seu hábitat natural e a classificando como criticamente em perigo de extinção pela IUCN. Neste contexto, as medidas para a sua conservação foram no sentido de restringir o uso pelo ser humano, desconsiderando possíveis interações benéficas reportadas na literatura, que podem favorecer a conservação de um recurso por meio do seu uso. Várias evidências e características de A. angustifolia apontam para uma interação forte com o ser humano, especialmente no período pré-Colombiano, associada aos grupos Jê do Sul. Há fortes evidências de que esta espécie dependeu da ação antrópica para sua expansão e sobrevivência, tornando os modelos atuais de conservação limitantes para a manutenção de paisagens com araucária. O objetivo deste trabalho foi buscar evidências da ação humana pré-Colombiana sobre a expansão de A. angustifolia, utilizando uma abordagem genética e ecológica. A movimentação humana foi identificada pela cronologia dos dados arqueológicos existentes, e uma correlação entre a quantidade de ocupações com a porcentagem de pólen de A. angustifolia da data correspondente foi testada. Além disso, utilizando dados ecológicos existentes, foram construídos dois cenários para calcular a velocidade de expansão da A. angustifolia sem o auxílio humano: um utilizando dados médios e outro dados extremos reportados na literatura. No nível genético, foram estudadas 20 populações distribuídas no Sul do Brasil. Cada uma teve 15 indivíduos sequenciados para três locos do DNA de cloroplasto. Foram analisados desvios da neutralidade, os índices genéticos de riqueza, diversidade e de distâncias genéticas, e a possível associação desse último descritor com distâncias geográficas. Os resultados mostraram que a movimentação humana ocorreu primeiramente próxima à região da Serra Geral, seguida de um pico de expansão, atingindo regiões mais distantes até o ponto extremo no Oeste. Existiram correlações entre o número de registros humanos com a percentagem de pólen (? = 0,700 a 0,804). Nenhum dos cenários construídos para o cálculo da velocidade de dispersão da espécie sem o auxílio humano permitiu que a A. angustifolia atingisse sua área de ocorrência máxima no tempo decorrido desde o seu registro mais antigo. Os resultados genéticos encontraram valores elevados para a riqueza (número) de haplótipos (Hr = 12 haplótipos), e baixos para a diversidade de nucleotídeos (p = 6,1 · 10-5) e de haplótipos (Hd = 0,167). A rede de haplótipos, que demonstra a relação evolutiva entre eles, apresentou um padrão em formato de estrela, e foram encontrados desvios da neutralidade (D = 1,84; FS = -17,00), características que indicam uma expansão populacional recente e rápida. A divergência genética interpopulacional foi baixa (FST = 0,04), na qual as populações possuem um material genético de cpDNA muito semelhante entre si, e não associada à distâncias geográficas, formando apenas um grupo (k = 1). Todos os resultados encontrados apontam na mesma direção, trazendo mais evidências de que os grupos humanos influenciaram fortemente na dispersão e expansão da araucária. Isso demonstra que o uso de uma espécie pode ser uma boa estratégia de conservação e inclusive de expansão, diferente das principais estratégias existentes até o momento. No contexto atual, o uso, incluindo plantios para a produção de pinhão e outras ações, podem favorecer a conservação das paisagens com araucária no Sul do Brasil.<br> / Abstract : Araucaria angustifolia is an important species, for both its ecological functions and by its uses by humans. In the past, the wood exploitation occurred in a non-sustainable way, resulting in the fragmentation of its natural habitat and in its recent IUCN red list classification, as critically endangered. In this context, the conservation measures were to restrict humans from its use, disregarding possible benefic interactions reported in the literature, which may favor the conservation of a resource through its use. Many evidences and A. angustifolia characteristics point to a strong interaction with humans, especially in the pre-Columbian time, associated with Jê do Sul groups. There is strong evidence that the species relied on the anthropic action for its expansion and survival, making the current conservation models limited for the maintenance of the araucaria landscapes. The aim of this work was to search for evidences of the pre-Columbian human action over the expansion of A. angustifolia, using a genetic and an ecological approach. The human movement was identified by the chronology of the existing archeological data, and a correlation between the number of occupations and A. angustifolia pollen percent from the corresponding date was tested. Moreover, using existing ecological data, two scenarios were constructed to calculate the expansion speed of A. angustifolia without the human aid: one using the average data and the other using the extreme data reported in the literature. At the genetic level, 20 populations distributed in Southern Brazil were studied. Each one had 15 individuals sequenced for three cpDNA loci. Deviations from neutrality, descriptors of genetic richness, diversity and genetic distances, and possible association between the later and geographic distances were analyzed. Results showed that the human movement first occurred near the Serra Geral region, followed by an expansion peak, reaching more distant regions to the extreme point in the West. There were correlations between the number of human records and the pollen percent (? = 0,700 to 0,804). None of the scenarios constructed for the calculation of the dispersion speed of the species without human aid allowed A. angustifolia to reach its maximum occurrence area in the elapsed time since its oldest record. The genetic results found high values for haplotype richness (Hr = 12 haplotypes), and low values for nucleotide (p = 6,1 · 10-5) and haplotype diversity (Hd = 0,167). The haplotype network presented a star shaped pattern, and deviations from neutrality were found (D = -1,84; FS = 17,00), characteristics that indicate a quick and recent population expansion. The interpopulational genetic divergence was low (FST = 0,04), in which populations have a cpDNA genetic material very similar to each other, and not associated with geographical distances, forming a single group (k = 1). All results point in the same direction, bringing more evidence that human groups heavily influenced in the dispersion and expansion of araucaria. This demonstrates that the use of a species can be a good conservation strategy and even facilitating in its expansion, unlike the main strategies used so far. In the present context, the use, including plantation for seed production and other actions, may favor the conservation of the araucaria landscapes in Southern Brazil.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-10-03T04:18:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348731.pdf: 1720835 bytes, checksum: 9147c1dc8fe17222d166d1e38c2b5322 (MD5) Previous issue date: 2017 / No início do século XX cerca de 35% da cobertura vegetal dos estados do sul do Brasil estavam representados pela Floresta Ombrófila Mista, na qual a Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze foi o principal componente. Atualmente, estima-se que os remanescentes desta floresta ocupem entre 1% a 4% da área original e no estado de Santa Catarina não ultrapassando 5%, com predominância de formações secundárias. Grande parte dos povoamentos naturais de A. angustifolia foram devastados para a exploração da madeira. Essa exploração da floresta de Araucária aconteceu de maneira predatória e não sustentável, ameaçando a sobrevivência da espécie que hoje encontra-se na categoria de criticamente ameaçada na lista de espécies ameaçadas da União pela conservação da natureza (IUCN), necessitando-se de planos eficientes e urgentes de conservação por ser uma espécie de grande importância ecológica e econômica. E para elaborar planos efetivos de conservação tem-se a necessidade de conhecer a diversidade e estrutura genética da espécie, bem como a dinâmica desta diversidade, em diferentes áreas de ocorrência, pois a espécie se comporta de maneira diferente conforme o histórico de ocupação e a densidade da mata. Sendo assim, esta tese abordou os resultados de estudos da dinâmica da diversidade genética de três populações em paisagem de campo e floresta, e tem como objetivo fundamentar estratégias de conservação e uso para A. angustifolia, com base em indicadores genéticos nas duas paisagens. Para tanto, o estudo está baseado na caracterização genética de todos os indivíduos antigos e ingressantes de duas parcelas permanentes em Santa Catarina e Rio Grande do Sul, uma na região de campos de São Francisco de Paula, no Centro de pesquisas e conservação da natureza Pró-mata ? PUCRS, no Rio Grande do Sul e a outra em remanescente florestal, na Floresta Nacional de Três Barras, em Santa Catarina, assim como compará-las com o primeiro estudo realizado em campo natural antropizado em propriedade particular na região da Coxilha Rica, Santa Catarina. Para tanto, foram utilizados no total nove marcadores microssatélites, testado o desequíbrio de ligação entre os locos e a presença de alelos nulos. Foram estimados os índices de diversidade genética, taxa de cruzamento e fluxo gênico histórico e contemporâneo na coorte de adultos, jovens e progênies, gerando assim, informações da dinâmica da diversidade genética no espaço e no tempo. Os resultados analisados apontam importantes diferenças na dinâmica da diversidade genética na paisagem de campo e floresta, com maior eficiência na manutenção da diversidade genética no campo, apresentando maiores distâncias de dispersão de pólen tanto na área de conservação quanto no campo antropizado e índice de fixação não diferente de zero na coorte das progênies no campo antropizado. As distâncias de dispersão de sementes foram maiores na paisagem de campo em área de conservação comparativamente a todos os estudos já realizados para espécie, possivelmente devido a presença dos dispersores da espécie na região. Portanto, estratégias de conservação diferentes para cada paisagem devem ser consideradas, como o aumento de unidades de conservação em áreas de campo, investimento em conservação da espécie em propriedades particulares, implantação de árvores isoladas ou conjunto de árvores para conexão de fragmentos, reflorestamento com a espécie e coleta de sementes em áreas abertas para produção de mudas em planos regionais de conservação.<br> / Abstract : Beginning of the 20th century, about 35% of the vegetation cover of the Southern Brazilian states were represented by the Mixed Ombrophilous Forest, in which Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze is the main component. Currently, it is estimated that the remnants of this forest have among 1% and 4% of the original area and it not exceeding 5% in the state of Santa Catarina. Most of A. angustifolia populations were devastated for the wood exploitation. The Araucaria forest exploitation happened in a predatory and unsustainable way, threatening the survival of the species that today is critically endangered in the list of endangered species of the International Union for Conservation of Nature (IUCN), being necessary urgent and efficient plans for conservation for this species of great ecological and economic importance. It is necessary to understand the diversity and structure genetic for a effective conservation plan, as well as the dynamics of this diversity in different areas of occurrence, since the species grows differently according to the history occupation and density. Thus, the thesis approached the evaluation of the dynamics of the genetic diversity of three populations in natural grassland and forest landscape and aims to support conservation and use strategies for A. angustifolia based on genetic indicators. Therefore, the study is basing on the genetic characterization of all the old and incoming individuals from two permanent plots in Santa Catarina and Rio Grande do Sul, one in grassland region in São Francisco de Paula, at the Center for research and conservation of nature Pro-Mata in the state of Rio Grande do Sul and the other in forest remnants in the Três Barras National Forest in Santa Catarina, as well as comparing them with the first study conducted in an anthropized grassland in the region of Coxilha Rica, Santa Catarina. Therefore, a total of nine microsatellites markers were used and tested the linkage disequilibrium and the presence of null alleles. Genetic diversity, mating system and historical and contemporary gene flow were estimated in the cohort of adults, juveniles and progenies, thus generating information on the dynamics of genetic diversity in space and time. The results showed important differences in the dynamics of genetic diversity in the grassland and forest landscape, with greater efficiency in the maintenance of genetic diversity in grassland, presenting higher values of distances of pollen dispersal both grasslands than the forest and fixation index not different from zero in the progeny cohort in the anthropic grassland. Seed dispersal distances were higher in grassland landscape in conservation area, possibly due to the presence of the natural dispersers of the species. Therefore, it is necessary conservation strategies for each landscape, such as increasing conservation units in natural grassland areas, investing in conservation of the species in private properties, implantation of isolated trees or set of trees connection forest fragments, species reforestation and collection of seeds in open areas for seedling production in regional conservation plans.

Título original: Ecolofisiologia de sementes e mudas de Araucaria angustifolia em resposta à temperatura / Orientador: Gustavo Habermann / Banca: Davi Rodrigo Rossatto / Banca: Camila Kissmann / Banca: Ana Carolina Maioli Campos Barbosa / Banca: Lúcia Rebello Dillenburg / Resumo: A Araucaria angustifolia é a espécie chave das florestas ombrófilas mistas, cuja distribuição está associada à climas frios, entretanto pouco se sabe a respeito das respostas da espécie à temperatura. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito da temperatura no desempenho de sementes, plântulas e mudas. As respostas das sementes foram avaliadas em condições de laboratório e em condições de campo, levando-se em consideração o efeito do enterrio das sementes, que na natureza é realizado por animais dispersores. Ao contrário do esperado, observou-se que as plântulas e mudas de um ano e meio de idade apresentaram melhor desempenho ecofisiológico em maiores temperaturas e amplitudes térmicas. Também foi observado que o enterrio de sementes proporcionou maiores porcentagens de germinação quando comparado com sementes que não foram enterradas, o que se deve à melhores condições de temperatura e umidade / Abstract: Araucaria angustifolia is the key species from mixed ombrophilous forests, whose distribution is associated with cold climates, but the responses of the species to temperature are little known. The objective of the present work was to evaluate the effect of temperature on the performance of seeds, seedlings, and young plants. The seed responses were evaluated under laboratory conditions and field conditions, considering the effect of seed burial, which in nature is carried out by dispersing animals. Contrary to expected, it was observed that seedlings and one year and a half plants presented a better ecophysiological performance at higher temperatures and thermal amplitudes. It was also observed that seed burial provided higher percentages of germination, which is due to the better conditions of temperature and humidity, when compared to seeds that were not buried / Doutor

Orientador: Edvaldo Aparecido Amaral da Silva / Coorientador: Cristiano Bueno de Moraes / Banca: Magali Ribeiro da Silva / Banca: Camila de Aquino Tomaz / Resumo: A Araucaria angustifolia é a única conífera do gênero Araucaria com ocorrência natural no Brasil. Pertencente ao bioma Mata Atlântica, ocorre na floresta Ombrófila Mista com características ecológicas, econômicas e culturais importantes para a região de ocorrência. O objetivo do presente estudo foi verificar a variação biométrica de pinhas e sementes e o desenvolvimento de plântulas de diferentes matrizes de uma população de Araucaria angustifolia no município de Palma Sola- SC. Foram determinadas a largura, comprimento e massa fresca das pinhas, além de contabilizados o número de sementes intactas, número de sementes vazias e número de escamas estéreis presentes em cada estróbilo avaliado. As sementes intactas tiveram mensuração da largura, espessura, comprimento e massa fresca. Avaliou-se o teor de água das sementes e a massa de cem sementes. Posteriormente, foi realizado o teste de emergência de plântulas em casa de sombra com semeadura em bandejas plásticas, com quatro repetições de 20 sementes por matriz, com avaliações da porcentagem de emergência e índice de velocidade de emergência de plântulas. As plântulas passaram por avaliações de crescimento e massa seca. Houve predomínio de pinhas com largura entre 150 e 156 mm (25%), comprimento variando entre 146 e 150 mm (32,29%) e massa fresca entre 1757 e 2042 gramas (23,96%). A análise de agrupamento das características biométricas das pinhas mostrou a formação de nove grupos, com maior similaridade entre ... / Abstract: The Araucaria angustifolia is the only conifer of the genus with natural occurrence in Brazil, endangered and essential component of the Mixed Ombrophylous Forest, with ecological, economic and cultural importance. The objective of the present study was to verify the biometric variation of pine cones and seeds and seedling development of different matrices of a population of Araucaria angustifolia in the county Palma Sola, in the State of Santa Catarina-Brazil. Thus, it was assessed the width, length and fresh weight of the cones. In addition we measured the number of viable, empty and failure seeds at each strobilus collected. Following, the viable seeds were measured its width, thickness, length and fresh weight. We also evaluated the seedling emergency, percentage of emergence and speed of seedlings emergence index by sowing the seeds in plastic trays with four replicates of 20 seeds for each matrices. We also evaluated growth parameters and dry mass of the seedlings. There was a predominance of pine cones with width between 150 and 156 mm (25%), length between 146 and 150 mm (32.29%) and fresh weight between 1757 and 2042 grams (23.96%). Cluster Analysis of the biometric characteristics of the cones showed a formation of nine groups, with greater similarity between matrices 19, 6 and 3, followed by matrices 4 and 18. The matrices 4 and 41 had the greatest number of viable pine and the matrice 41 showed the lowest number of empty seeds, while matrice 35 presented a greater range of data for the number of sterile leaves. The seeds obtained major frequencies between the values 18-20 mm (37.59%) for width, 15-17 mm (35.72%) for thickness, 53-57 mm (27.50%) for length and 5 to 6 grams (22.85%) for fresh weight. The dendrogram of similarity index for biometric characteristics of the seeds also showed a formation of nine groups, with greater similarity between like matrices 18 and 19, followed by the ... / Mestre

Orientador: Alaxandre Magno Sebbenn / Banca: Mario Luiz Teixeira de Moraes / Banca: Rinaldo Cesar de Paula / Resumo: Os métodos baseados em marcadores genéticos para estimar o coeficiente de herdabilidade em populações naturais são importantes, visto que os métodos tradicionais baseados em teste de progênies são impraticáveis para este fim por introduzirem vícios devido às interações genótipo-ambientes, variações no sistema de reprodução e efeitos amostrais. O objetivo deste trabalho foi investigar o controle genético de caracteres de crescimento em populações contínuas e fragmentadas de Araucaria angustifolia. As seguintes questões que foram abordadas são: i) Existem diferenças nos níveis de herdabilidade entre diferentes populações e entre gerações de mesma população? e ii) Quais os níveis de herdabilidade em caracteres de crescimento em populações naturais? O presente estudo foi desenvolvido com duas populações de A. angustifolia, sendo uma delas localizada na Reserva Genética Florestal de Caçador (RGFC), no Planalto Norte do Estado de Santa Catarina, e a outra em um fragmento de floresta de 5,4 ha (população CENI) localizada em uma fazenda no planalto do Estado do Paraná, dentro das bacias do Iguaçu. As estimativas de herdabilidades foram realizadas utilizando-se dados de genótipos de indivíduos regenerantes e juvenis do fragmento CENI e juvenis da população RGFC. Foram utilizados quatro métodos para estimar o parentesco entre os indivíduos e três modelos de estimação do coeficiente de herdabilidade, implementados no programa Mark. As herdabilidades estimadas pela combinação de todos os métodos de estimação de parentesco e modelos de herdabilidade não foram significativamente diferentes de zero, indicando inadequação dos dados aos modelos ou ausência de controle genético. Um novo método para estimar a herdabildiade em populações naturais, baseado na reconstrução do pedigree, derivado de resultados de análise de maternidade e paternidade foi então ... / Abstract: Marker-based methods for estimating the coefficient of heritability in natural populations are important because traditional methods may be impractical or introduce bias via interaction genotype-environmental effects, mating system variation and sampling effects. Thus, the aim of this study is to investigate the genetic control of growth traits in Araucaria angustifolia population continuous and fragmented. The following questions will be addressed: i) There are differences in the levels of heritability between different populations and between generations of the same population? and ii) What levels of heritability for growth traits in natural populations? This study was carried out using two populations of A. angustifolia, one being located in the Reserve Forest Genetics Caçador (RGFC), on the plateau north of the state of Santa Catarina, and other is in a small forest fragment of 5, 4 ha (CENI) located on a farm in the highlands of the state of Paraná, in the basins of Iguaçu. The estimates of heritability were carried out using data of genotypes of regeneration and juveniles of CENI population and juvenile of RGFC population. We used four methods to estimate the relatedness between pairwise individuals and three models for estimating the heritability coefficient, all implemented in the Mark program. The heritability estimates for the combination of all methods of estimation of relatedness and heritability models were not significant different from zero, indicating the inadequacy of the data to the models. There is a tendency for a higher genetic control in the regeneration than juvenile stage. The CENI fragmented population had generally higher heritability than the RGFC natural population, indicating higher potential to respond to natural selection. The main conclusion of this study is ... / Mestre

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-10-03T04:19:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348733.pdf: 3491610 bytes, checksum: efa475fdc12a4b85498a3449beaff28b (MD5) Previous issue date: 2017 / Araucaria angustifolia é uma das espécies de maior importância para o sul do Brasil. Suas sementes apresentam valor alimentício, econômico, social e cultural para as comunidades coletoras. O desenvolvimento das sementes de gimnospermas, como A. angustifolia, pode ser dividida em duas fases principais: a embriogênese zigótica e a maturação das sementes. Diversos estudos têm sido conduzidos durante a embriogênese zigótica de A. angustifolia, contudo pouco se conhece sobre o processo de maturação das sementes, que ocorre entre os meses de abril até julho. Assim, o presente estudo objetivou analisar as mudanças bioquímicas, fisiológicas, morfológicas e no ciclo celular durante a maturação das sementes de A. angustifolia e o efeito de diferentes estádios de desenvolvimento no armazenamento. Sementes de A. angustifolia foram coletadas nos estádios de desenvolvimento cotiledonar, II, III e IV nos anos de 2014 e 2015 e, em seguida, armazenadas em refrigerador por até 360 dias, com intervalos de 30, 60, 90 e 180 dias. Foram realizadas análises morfológicas pela análise de microscopia de luz e eletrônica de transmissão; análises bioquímicas com o uso da espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), atividade enzimática e níveis hormonais; e análises fisiológicas pelos testes de germinação, tetrazólio, condutividade elétrica e índice de velocidade de germinação. Os resultados indicaram uma intensa atividade metabólica durante todo o período de coleta das sementes. Nos estádios III e IV foram observadas mitocôndrias com uma morfologia diferenciada, uma diferenciação do procâmbio e a formação de canais resiníferos. Nestes estádios também foram observados um aumento nas células na fase G2 do ciclo celular e a presença de algumas células em processo de divisão celular pela microscopia de luz. Tais mudanças parecem indicar uma mudança durante o desenvolvimento das sementes para o metabolismo germinativo. Estas mudanças associadas a uma queda nos níveis de ácido abscísico e um aumento nos níveis de ácido indolacético podem ter colaborado para o incremento na qualidade fisiológica nestes estádios. Tais resultados são inéditos e tornam-se evidentes as mudanças morfológicas, hormonais e fisiológicas das sementes, sendo que claramente pode-se observar uma divisão dos estádios cotiledonar e II dos estádios III e IV. As diferenças das sementes em cada estádio de desenvolvimento refletiram no potencial de armazenamento, com um incremento na qualidade fisiológica após o armazenamento, quando as sementes foram coletadas no estádio cotiledonar. As modificações ultraestruturais e enzimáticas indicaram que até os 60 dias de armazenamento as características são semelhantes ao processo germinativo e aos 90 dias de armazenamento, as sementes parecem iniciar o processo de deterioração com um incremento na atividade das enzimas antioxidantes e desorganização celular. Assim, os resultados destacaram a importância do detalhamento do processo de maturação das sementes de A. angustifolia e elucidaram algumas mudanças que podem ocorrer neste período.<br> / Abstract : Araucaria. angustifolia is one of the most important plant species of southern Brazil. Its seeds are of dietary, economic, social and cultural value to the communities that gather them. Seed development of gymnosperms, such as A. angustifolia, can be divided into two main phases: embryogenesis and seed maturation. Several studies have investigated zygotic embryogenesis of A. angustifolia, but little is known about the process of seed maturation, which occurs between April and July. Therefore, the present study aimed to analyze the biochemical, physiological, morphological and cell-cycle changes during the maturation of seeds of A. angustifolia, and the effect of different stages of development on storage. Seeds of A. angustifolia were collected in the cotyledonary developmental stages II, III and IV in the years of 2014 and 2015, and then stored in a refrigerator for up to 360 days at intervals of 30, 60, 90 and 180 days. Morphological analyses were performed using light and transmission elctron microscopy; biochemical analyses were performed using fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), enzymatic activity and hormone levels; and physiological analyses were done using tests for germination, tetrazolium, electrical conductivity and germination speed index. The results indicated an intense metabolic during the period of see collection. Observations in stages III and IV, revealed mitochondria with a differenciated morphology, a differentiated procambium and the formation of resiniferous channels. These stages also revealed an increase in the number of cells in the G2 phase of the cell cycle and the presence of some cells under going division by light microscopy. Such changes seem to indicate an early change during seed development for germinative metabolism. These changes, along with the associated drop in abscisic acid levels, and an increase in indoleacitic acid levels, may have contributed to an increase in physiological quality during these stages. The results of the present study are unprecedented, and the morphological, hormonal and physiological changes of seeds become evident, and a division between cotyledonary stage and stage II, and stages III and IV are clearly observed. The differences among seeds at each stage of development reflect the storage potential, with an increase in physiological quality after storage, when the seeds were collected at the cotylendary stage. The ultrastructural and enzymatic modifications indicated that until 60 days of storage the changes are similar to the germination process, and at the 90 days of storage, the seeds seem to initiate the deterioration process with an increase in the activity of antioxidant enzymes and cellular disorganization. The results of this study highlight the importance of detailing the maturation process of A. angustifolia, and elucidating changes that may occur during this period.

Araucarea angustifolia (Bert.) O. Kuntze é uma espécie dioica, isto é, flores masculinas e femininas originam-se em árvores separadas. As flores femininas apresentam-se como estróbilo, mais conhecido como pinha. A pinha é constituída por sementes (pinhões) e brácteas (sementes não desenvolvidas), as quais apresentam elevada concentração de compostos fenólicos. Esses compostos são conhecidos por reduzir danos oxidativos a lípidos, proteínas e ácidos nucleicos, contribuindo para minimizar a incidência de doenças relacionadas com o estresse oxidativo, tais como doenças cardiovasculares, neurológicas e câncer. O objetivo deste estudo foi caracterizar quimicamente, avaliar a atividade antioxidante e antigenotóxica do extrato aquoso de brácteas de A. angustifolia. Neste trabalho, os polifenóis totais do extrato de A. angustifolia foram determinados pelo método de Folin- Ciocalteu e sua composição química foi confirmada por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). O potencial do extrato para neutralizar espécies reativas foi avaliado através do ensaio com 2,2-difenil 1-picrilhidrazil (DPPH●) e pelas atividades like das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT). Em linhagem celular de fibroblasto de pulmão humano (MRC5), avaliou-se o efeito protetor do extrato na viabilidade celular através da redução de 3-(4,5-dimetiltiazol 2-il)-2,5difenil brometo de tetrazolina (MTT), na atividade das enzimas SOD e CAT, nos danos oxidativos a lípidos, proteínas e ácido desoxirribonucléico (DNA) (ensaio cometa alcalino e enzimático) induzidos pelo peróxido de hidrogênio (H2O2). O teor de fenólicos totais do extrato de A. angustifolia foi de 670,93 ± 17,79 mg catequina /100 g de brácteas, sendo a catequina, epicatequina, quercetina e apigenina os principais polifenóis encontrados. O extrato de A. angustifolia foi capaz de reduzir o radical DPPH● e apresentou atividade SOD e CAT-like. Além disso, o extrato de A. angustifolia nas concentrações estudadas (25 e 50 μg/mL) reduziu a mortalidade celular, danos oxidativos a lipídios, proteínas e DNA, e diminuiu a depleção das enzimas antioxidantes SOD e CAT induzida pelo H2O2 em células MRC5. Apesar de não ter sido observado correlação entre os polifenois e marcadores de danos oxidativos, verificou-se uma correlação negativa entre danos a lipídos, proteínas e ácidos nucleicos e a atividade das enzimas SOD e CAT, sugerindo que essas enzimas desempenham um importante papel na prevenção de danos ás biomoléculas. Esses resultados mostram que a A. angustifolia apresenta potencial como fonte de compostos fitoquímicos com atividade biológica relevante. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-11T13:43:58Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcia Denize Oliveira de Souza.pdf: 1692835 bytes, checksum: df8d66ab76d9a357820549d73b1c5332 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-11T13:43:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcia Denize Oliveira de Souza.pdf: 1692835 bytes, checksum: df8d66ab76d9a357820549d73b1c5332 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze is a dioecious species, with male and female flowers found on separate trees. The A. angustifolia female cone consists of fully developed edible seeds and non-developed seeds called bracts. These bracts have high concentration of phenolic compounds, which have the potential to prevent oxidative damage to lipids, proteins and nucleic acids, and decreasing the incidence of diseases related to oxidative stress, such as cardiovascular and neurological diseases, and cancer. The aim of the present study was to evaluate the chemical characterization and antioxidant and antigenotoxic activities of the extract of A. angustifolia bracts. In this work the polyphenols total of A. angustifolia extract was determinate by Folin-Ciocalteu reagent and its chemical composition was confirmed by high performance liquid chromatography (HPLC). The extract potential to neutralize reactive species was evaluated by 2,2- diphenyl 1-picrylhydrazyl (DPPH●) method and by the ability to mimic the activities of superoxide antioxidants like dismutase (SOD) and catalase (CAT). In human cell line of lung fibroblast (MRC5), we evaluated the protective effect of the extract on cell viability by reduction of 3 - (4,5 dimethylthiazol - 2 - yl ) -2,5 diphenyl tetrazolina bromide (MTT), in the activity of SOD and CAT enzymes in oxidative damage to lipids, proteins and the deoxyribonucleic acid (DNA) (enzymatic and alkaline comet assay) induced by hydrogen peroxide (H2O2). The total phenolic content of the A. angustifolia extract was 670.93 ± 17.79 mg catechin / 100 g bracts, and catechin, epicatechin, quercetin and apigenin the main polyphenol found. The A. angustifolia extract was able to reduce DPPH● and presented like activity of SOD and CAT enzymes. Furthermore, the A. angustifolia extract at the concentrations studied (25 and 50 mg/mL) reduced cell death , oxidative damage to lipids, proteins and DNA, and decreased depletion of antioxidant enzymes SOD and CAT induced by H2O2 in MRC5 cells . Although, no correlation between polyphenols and bookmarks of oxidative injury have been observed. There was a negative correlation between damage to lipids, proteins and DNA with enzymes SOD and CAT, suggesting that these enzymes play a role in the regulation of cellular redox metabolism. These results showed that the A. angustifolia has potential as a source of phytochemical compounds with relevant bioactivities.

Araucarea angustifolia (Bert.) O. Kuntze é uma espécie dioica, isto é, flores masculinas e femininas originam-se em árvores separadas. As flores femininas apresentam-se como estróbilo, mais conhecido como pinha. A pinha é constituída por sementes (pinhões) e brácteas (sementes não desenvolvidas), as quais apresentam elevada concentração de compostos fenólicos. Esses compostos são conhecidos por reduzir danos oxidativos a lípidos, proteínas e ácidos nucleicos, contribuindo para minimizar a incidência de doenças relacionadas com o estresse oxidativo, tais como doenças cardiovasculares, neurológicas e câncer. O objetivo deste estudo foi caracterizar quimicamente, avaliar a atividade antioxidante e antigenotóxica do extrato aquoso de brácteas de A. angustifolia. Neste trabalho, os polifenóis totais do extrato de A. angustifolia foram determinados pelo método de Folin- Ciocalteu e sua composição química foi confirmada por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). O potencial do extrato para neutralizar espécies reativas foi avaliado através do ensaio com 2,2-difenil 1-picrilhidrazil (DPPH●) e pelas atividades like das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT). Em linhagem celular de fibroblasto de pulmão humano (MRC5), avaliou-se o efeito protetor do extrato na viabilidade celular através da redução de 3-(4,5-dimetiltiazol 2-il)-2,5difenil brometo de tetrazolina (MTT), na atividade das enzimas SOD e CAT, nos danos oxidativos a lípidos, proteínas e ácido desoxirribonucléico (DNA) (ensaio cometa alcalino e enzimático) induzidos pelo peróxido de hidrogênio (H2O2). O teor de fenólicos totais do extrato de A. angustifolia foi de 670,93 ± 17,79 mg catequina /100 g de brácteas, sendo a catequina, epicatequina, quercetina e apigenina os principais polifenóis encontrados. O extrato de A. angustifolia foi capaz de reduzir o radical DPPH● e apresentou atividade SOD e CAT-like. Além disso, o extrato de A. angustifolia nas concentrações estudadas (25 e 50 μg/mL) reduziu a mortalidade celular, danos oxidativos a lipídios, proteínas e DNA, e diminuiu a depleção das enzimas antioxidantes SOD e CAT induzida pelo H2O2 em células MRC5. Apesar de não ter sido observado correlação entre os polifenois e marcadores de danos oxidativos, verificou-se uma correlação negativa entre danos a lipídos, proteínas e ácidos nucleicos e a atividade das enzimas SOD e CAT, sugerindo que essas enzimas desempenham um importante papel na prevenção de danos ás biomoléculas. Esses resultados mostram que a A. angustifolia apresenta potencial como fonte de compostos fitoquímicos com atividade biológica relevante. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze is a dioecious species, with male and female flowers found on separate trees. The A. angustifolia female cone consists of fully developed edible seeds and non-developed seeds called bracts. These bracts have high concentration of phenolic compounds, which have the potential to prevent oxidative damage to lipids, proteins and nucleic acids, and decreasing the incidence of diseases related to oxidative stress, such as cardiovascular and neurological diseases, and cancer. The aim of the present study was to evaluate the chemical characterization and antioxidant and antigenotoxic activities of the extract of A. angustifolia bracts. In this work the polyphenols total of A. angustifolia extract was determinate by Folin-Ciocalteu reagent and its chemical composition was confirmed by high performance liquid chromatography (HPLC). The extract potential to neutralize reactive species was evaluated by 2,2- diphenyl 1-picrylhydrazyl (DPPH●) method and by the ability to mimic the activities of superoxide antioxidants like dismutase (SOD) and catalase (CAT). In human cell line of lung fibroblast (MRC5), we evaluated the protective effect of the extract on cell viability by reduction of 3 - (4,5 dimethylthiazol - 2 - yl ) -2,5 diphenyl tetrazolina bromide (MTT), in the activity of SOD and CAT enzymes in oxidative damage to lipids, proteins and the deoxyribonucleic acid (DNA) (enzymatic and alkaline comet assay) induced by hydrogen peroxide (H2O2). The total phenolic content of the A. angustifolia extract was 670.93 ± 17.79 mg catechin / 100 g bracts, and catechin, epicatechin, quercetin and apigenin the main polyphenol found. The A. angustifolia extract was able to reduce DPPH● and presented like activity of SOD and CAT enzymes. Furthermore, the A. angustifolia extract at the concentrations studied (25 and 50 mg/mL) reduced cell death , oxidative damage to lipids, proteins and DNA, and decreased depletion of antioxidant enzymes SOD and CAT induced by H2O2 in MRC5 cells . Although, no correlation between polyphenols and bookmarks of oxidative injury have been observed. There was a negative correlation between damage to lipids, proteins and DNA with enzymes SOD and CAT, suggesting that these enzymes play a role in the regulation of cellular redox metabolism. These results showed that the A. angustifolia has potential as a source of phytochemical compounds with relevant bioactivities.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:22:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340768.pdf: 4219482 bytes, checksum: d608a114a77752c0cc8ec9aac75e3836 (MD5) Previous issue date: 2016 / Araucaria angustifolia e Podocarpus lambertii são coníferas brasileiras criticamente ameaçadas de extinção. Várias lacunas em diversas áreas de pesquisa como a fisiologia do desenvolvimento e biologia reprodutiva são obstáculos para o conhecimento, uso sustentável e proposição de medidas de conservação destes recursos genéticos. Entretanto, poucos estudos genômicos e transcriptômicos foram realizados nestas espécies. Este trabalho teve como principal objetivo o sequenciamento e a caracterização de transcriptomas de amostras de A. angustifolia (folhas, pólen e hastes) e P. lambertii (folhas). Um total de 341.278.253 (45.6 Gb) de leituras brutas foram obtidas da plataforma de sequenciamento de segunda geração Ion Proton, sendo utilizadas para a montagem referenciada e de novo dos transcriptomas, gerando 60.043 sequências contíguas. Em A. angustifolia, foram anotados, via gene onthology (GO) 4.354 unigenes distintos a partir do transcriptoma de folhas, 3.643 unigenes do transcriptoma de hastes e 9.354 unigenes do transcriptoma de pólen. Em P. lambertii foram identificados 4.649 unigenes no transcriptoma de folhas. A identificação e caracterização in silico e desenho de iniciadores de 56 marcadores moleculares microssatélites (SSR) e 259 marcadores de polimorfismo de base única (SNP) para as duas espécies foi realizada a partir dos dados disponíveis. Os motivos SSRs mais abundantes foram mononucleotídeos (39,7 %), seguidos por tetranucleotídeos (22,22 %) e trinucleotídeos (20,63 %). A relação entre o número de transversões e transições (Ti/Tv) foi de 2,15 para A. angustifolia e de 1,05 para P. lambertii. Os resultados obtidos para os marcadores SNPs apontam diferentes padrões na substituição de nucleotídeos entre as espécies, no entanto, os padrões dos marcadores SSRs foram muito semelhates entre Araucaria e Podocarpus. Este trabalho descreve os primeiros transcriptomas gerados de amostras coletadas a campo para ambas espécies e os resultados gerados fornecem subsídios que auxiliarão no entendimento sobre funções específicas de estruturas, evolução e servirão de base para futuros estudos funcionais e populacionais.<br> / Abstract : Araucaria angustifolia and Podocarpus lambertii are critically endangered brazilian conifers. Several gaps in many research areas like developmental phisiology and reproductive biology are obstacles to its knowledge, breeding, sustainable use of these genetic resources and proposition of conservation measures. However, few genomic and transcriptomic studies have been contucted on these species. The main objective of this work was the sequencing and characterization of transcriptomes from A. angustifolia (leaf, pollen and stem) and P. lambertii (leaf). A total of 341.278.253 (45.6 Gb) of raw reads were obtained from the Ion Proton second generation DNA sequencing platform and being used for reference based and de novo transcriptome assembly, generating 60.043 contigs. In A. angustifolia were annotated with the use of gene onthology (GO) 4.354 distinct unigenes from leaves transcriptome, 3.643 unigenes from stem and 9.354 unigenes from the pollen transcriptome. In P. lambertii were identified 4.649 unigenes from leaves transcriptome. In addition, sequence data allowed the in silico identification, characterization and primer design of 56 simple sequence repeats (SSR) and 259 single nucleotide polymorphisms (SNP) molecular markers for both species were performed from the available data. The most abundant SSR repeat motif was mononucleotide (39,7 %), followed by tetranucleotide (22,22 %) and trinucleotide (20,63 %). The ratio between transitions and transversions was 2,15 for A. angustifolia and 1,05 for P. lambertii. SNP results show distinct patterns for nucleotide substitutions between species, however, SSRs patterns were very similar between Araucaria and Podocarpus. This work therefore describes the first transcriptomes from field samples for both species and the results provide valuable resources for plant breeding, will further contribute on the understanding about tissue specific functions, conifers evolution and will be the base for future functional and populational studies.