Polar auxin transport provides essential directional and positional information for many developmental processes in plants. At the cellular level, it is realized by both passive diffusion and the active transport through the membrane proteins - AUX1/LAXes, PINs and ABCBs. The aim of this thesis was to characterize the role of ABCB1, ABCB4 and ABCB19 proteins in polar auxin transport using transformed tobacco BY-2 cell lines. It was shown that the plasma membrane (PM) localization of the ABCB1, 4 and 19 is not polar. The ABCB4 was also more stable on PM after the treatment with auxin influx inhibitors; making use of ABCB4-cell line helped to uncover new characteristics of markers of endocytosis - the FM- dyes. The induction of ABCB19 has led to a decrease in 3 H-NAA accumulation with characteristic auxin starvation phenotype, similar to PIN7 overexpressing cell line, that could be rescued in case of PIN7 cell line by application of the auxin efflux inhibitor NPA; however, the accumulation of auxin in ABCB19-overexpressing cell line was less sensitive to NPA and the rescue of the auxin starvation phenotype was ineffective. Importantly, unique property of the ABCB4 was demonstrated: It displayed dual, auxin-concentration-dependent auxin transport activity in Arabidopsis roots, tobacco BY-2 and yeast cells. The...

Orientador: Fábio Tebaldi Silveira Nogueira / Banca: Luiz Fernando Rolim de Almeida / Banca: Michel Georges Abert Vizentz / Resumo: Os MicroRNAs (miRNAs) são pequenos RNAs endógenos não codantes de 20-22 nucleotídeos (nt) que regulam a expressão gênica de genes-alvos. Eles estão envolvidos em diversos aspectos de desenvolvimento da planta, tanto na parte aérea, quanto no sistema radicular. Os miRNAs e seus genesalvos tem uma complementariedade quase perfeita em plantas, sendo que esta complementaridade está relacionada à origem dos genes de miRNAs (genes MIRs). A hipótese mais aceita para a origem dos genes de miRNAs é a "hipótese de duplicação invertida", a qual propõe que os genes de miRNAs surgiram a partir de duplicações invertidas do seus genes-alvos nos genomas vegetais. Muitos genes-alvos de miRNA em plantas codificam para fatores de transcrição, tais como os genes SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPLs). Alguns membros da família SPL são regulados por ambos os miRNAs, miR156 e miR529. O sítio de reconhecimento destes microRNAs em transcritos de genes SPLs é conservado e difere somente por sete nucleotídeos. Enquanto o miR156 é altamente conservado entre Angiospermas, incluindo arabidopsis, o miR529 aparentemente está presente somente em eudicotiledôneas basais, monocotiledôneas e no musgo Physcomitrella patens. Neste trabalho, foram realizadas duas abordagens para o estudo da via miRNAs/SPL. Na primeira abordagem, foi analisada a evolução e a possível função da via miR529/SPL em monocotiledôneas e eudicotiledôneas. Foi testado o sítio de reconhecimento do miR529b em dois genes SPLs (SPL9 e SPL15) de arabidopsis encontrados bioinformaticamente via geração de plantas transgênicas de arabidopsis superexpressando o precursor de arroz OsMIR529b. As linhagens transgênicas de arabidopsis (OsMIR529b-OE) apresentaram fenótipos vegetativos e reprodutivos similares aos de plantas duplo mutantes de perda de função para os genes SPL9 e SPL15 de arabidopsis (denominado spl9/spl15). Estes ... / Abstract: MicroRNAs (miRNAs) are endogenous small non-coding RNAs of 20-22 nucleotides (nt) in length that regulate the gene expression transcriptionally and posttranscriptionally. They are involved in many aspects of plant development, both in the shoot and in the root systems. MiRNAs and their target genes have an almost perfect complementarily in plants, and this is related to the complementarity of genes origin of miRNAs genes (MIR genes). The most accepted hypothesis for the origin of miRNA genes is the "inverted duplication hypothesis," which proposes that genes of miRNAs arose from inverted duplications of their target genes in plant genomes. Many miRNA target genes in plants encode transcription factors such as SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPLs). Some SPL family members SPL are regulated by both miRNAs, miR156 and miR529. The recognition site for these microRNAs in SPL transcripts is conserved and only differs by seven nucleotides. While miR156 is highly conserved among Angiosperms, including Arabidopsis thaliana, miR529 is apparently present only in basal eudicots, monocots and in the moss Physcomitrella patens. In this work, were performed two approaches to study miRNA-direct SPL gene regulation. In the first approach, we analyzed the evolution and possible function of the miR529/SPL pathway in monocots and eudicotyledonous. We searched for miR529b recognition sites in SPL genes from core eudicots, such as Arabidopsis thaliana. Interestingly, we found two miR529b-targeted SPLs (SPL9 and SPL15) in Arabidopsis and showed that the recognition sites are functional via the generation of transgenic Arabidopsis plants overexpressing OsMIR529b. OsMIR529b-OE overpressors are phenotipically and molecularly similar to the double mutant spl9/spl15. Our data suggest that miR529b is processed and functional in core eudicots and that this microRNA was recently lost in the evolutionary history of the ... / Mestre

Os hormônios auxina e citocininas são essenciais ao desenvolvimento das plantas, pois controlam os processos de divisão, expansão e diferenciação celular, os quais, por sua vez, influenciam desde a formação do embrião até o amadurecimento dos frutos e senescência. Auxinas e citocininas regulam respostas fisiológicas comuns, sugerindo haver múltiplos mecanismos de interação. Neste trabalho, um modelo para estudar a interação entre auxinas e citocininas no controle do desenvolvimento é proposto, sendo baseado em plantas mutantes e transgênicas, além de duplos mutantes, com alterações na sensibilidade ou metabolismo de auxina e citocinina. O mutante bushy root (brt) foi caracterizado como pouco sensível à citocinina e sugere uma importante função da citocinina no desenvolvimento da semente e na determinação da dominância apical em tomateiro. Os mutantes potato leaf (c) e entire (e) foram introgredidos no background Micro-Tom (MT), caracterizados e utilizados para verificar como eles afetam a sensibilidade à auxina e como interferem no desenvolvimento da planta. Esses mutantes foram comparados com MT, com o mutante diageotropica (dgt), que é pouco sensível à auxina, e com os duplos mutantes c dgt e dgt e. A mutação c não alterou a sensibilidade à auxina e estaria influenciando apenas a arquitetura foliar. O mutante e parece ser mais sensível à auxina com relação à capacidade de formar raízes in vitro e partenocarpia. O duplo mutante dgt e mostrou fenótipo aditivo (intermediário), sugerindo que DGT e E agem em vias paralelas na resposta à auxina. Foram criadas linhagens transgênicas com superexpressão da enzima citocinina oxidase de Arabidopsis (35S:AtCKX2), que resulta em plantas com baixos níveis endógenos de citocinina. As linhagens transgênicas (MT CKX2 e dgt CKX2) foram comparadas com MT, brt, dgt e brt dgt. A maioria dos parâmetros que estavam relacionados com o desenvolvimento vegetativo, e todos os parâmetros relacionados ao desenvolvimento reprodutivo, foram associados ao efeito dos níveis absolutos de auxina e citocinina, sendo provavelmente resultantes de alterações nos processos de divisão e expansão celular. A dominância apical e a morfogênese in vitro (formação de gemas caulinares e raízes) foram associadas ao efeito do balanço auxina/citocinina, sendo esses processos conhecidamente regulados pelo efeito dessas classes hormonais na diferenciação celular / The plant hormones auxin and cytokinin are crucial for plant development, since they control cell division, expansion and differentiation, which regulate developmental processes starting from embryo formation to fruit ripening and senescence. Auxins and cytokinins usually regulate the same physiological responses, suggesting multiple mechanisms of interaction between these hormones. In this work, a model to study auxin and cytokinin interaction in the control of plant development is proposed, based on mutants, transgenic lines and double mutants with alterations on the auxin and cytokinin sensitivity or metabolism. The bushy root (brt) mutant was characterized as having low cytokinin sensitivity and suggested a relevant function to cytokinin in the seed development and apical dominance in tomato. The potato leaf (c) and entire (e) mutants were introgressed in the Micro-Tom background, characterized and used to check how they affect the auxin sensitivity and the plant development. The responses from these mutants were compared to MT and diageotropica (dgt), which is a low sensitive auxin mutant, and also compared to c dgt and dgt e double mutants. The c mutation did not alter the auxin sensitivity and was only related to leaf architecture. The e mutant seemed to be more sensitive to auxin in the in vitro root induction and parthenocarpy. The double mutant dgt e showed an additive phenotype, suggesting that DGT and E act in parallel pathways controlling auxin sensitivity. Transgenic lines were generated overexpressing the cytokinin oxidase from Arabidopsis (35S:AtCKX2), which renders plants with low endogenous cytokinin levels. Transgenic lines (MT CKX2 and dgt CKX2) were compared to MT, brt, dgt and brt dgt. Most of the traits related to vegetative development and all traits related to reproductive development were linked to the effect of auxin and cytokinin absolute levels, probably reflecting to the effect of these hormones in cell division and expansion. Apical dominance and in vitro morphogenesis (shoot and root formation) were linked to the auxin-to-cytokinin ratio, since these processes are well known to be regulated by the effect of these two hormones in cell differentiation

Phytochromes (PHYs) and plant hormones have been emerging as important regulators of fleshy fruit physiology and quality traits; however, the relevance of PHY-hormonal signaling crosstalk in controlling fruit development and metabolism remains elusive. This Thesis assesses the role of PHYs and their interplay with auxins, cytokinins and ethylene during the regulation of tomato (Solanum lycopersicum) fruit development and ripening, with a focus on the control of the plastid biogenesis, sugar metabolism and carotenoid accumulation. In Chapter I, we present evidence that the deficiency in PHY chromophore phytochromobilin (PΦB) biosynthesis, which leads to a global deficiency in functional PHYs, represses fruit chloroplast biogenesis in immature fruits and inhibits fruit sugar accumulation by transcriptionally downregulating sink- and starch biosynthesis-related enzymes. Genetic and physiological evidence suggested the involvement of both auxins and cytokinins as mediators of the negative impact of PΦB deficiency on fruit sink strength and chloroplast formation. During the ripening phase, PΦB deficiency was shown to delay the rise in climacteric ethylene production, affecting the ripening initiation rather than its progression. PHY-hormonal signaling crosstalk was shown to be active not only in the more externally positioned fruit tissues (i.e., pericarp) but also in the most inner fruit regions (i.e., columella). We, therefore, concluded that the global deficiency in functional PHY drastically affects fruit sugar metabolism, chloroplast formation as well as the timing of ripening via an intricate interplay involving phytochromes, auxins, cytokinins and ethylene. In Chapter II, we employed fruit-specific RNAi-mediated silencing of PHY genes to shed light on the specific role played by fruit-localized PHYs and their downstream signaling cascades on tomato fruit physiology and quality traits. Data revealed that fruit-localized SlPHYB2 negatively regulates chlorophyll accumulation in immature fruits whereas SlPHYA positively influences the plastid division machinery. Both SlPHYA and SlPHYB2 were shown to play overlapping, yet distinct, roles in controlling fruit starch metabolism and carotenoid biosynthesis. Our data implicated cytokinin signaling-related proteins as mediators of the SlPHYA-dependent regulation of plastid division machinery, and specific AUXIN RESPONSE FACTORs as intermediates in the PHY-mediated regulation of fruit sugar and carotenoid metabolisms. We concluded that fruit-localized SlPHYA- and SlPHYB2-mediated light perception regulate fruit plastid biogenesis as well as sugar and carotenoid metabolisms via coordinated changes in key components of both auxin and cytokinin signaling cascades. Altogether, this study brings important insights into the combined action of PHYs and hormones in the control of fruit plastid biogenesis and highlights that the interplay between PHY-hormonal signaling cascades influences essential features of tomato fruit quality, such as the sugar and carotenoid accumulation / Fitocromos (PHYs) e fitormônios têm sido caracterizados como importantes reguladores da fisiologia e qualidade de frutos carnosos; todavia, a importância de interações entre a sinalização hormonal e dos PHYs no controle do desenvolvimento e metabolismo de frutos ainda permanece pouco elucidada. Este trabalho de Tese avaliou o papel dos PHYs e das suas interações com as auxinas, as citocininas e o etileno sobre a regulação do desenvolvimento e amadurecimento de frutos de tomateiro (Solanum lycopersicum), particularmente no que tange ao controle da biogênese plastidial e metabolismos de açúcares e de carotenoides. No Capítulo I são apresentadas evidências de que a deficiência na produção de fitocromobilina (PΦB), a qual resulta numa deficiência global in PHYs funcionais, impacta negativamente a biogênese de cloroplastos em frutos imaturos e inibe o acúmulo de açúcares por meio da repressão transcricional de enzimas relacionadas a biossíntese de amido e força de dreno nos frutos. Evidências genéticas e fisiológicas indicaram o envolvimento tanto das auxinas quanto das citocininas como mediadoras do impacto negativo da deficiência de PΦB sobre a força de dreno dos frutos bem como na formação de cloroplastos. Durante a fase de amadurecimento, a deficiência em PΦB atrasou a produção climatérica de etileno, afetando o início do amadurecimento mas não a sua progressão. As interações entre PHYs e hormônios mostraram-se ativas não apenas nos tecidos posicionados mais externamente (i.e., pericarpo) mas também nas regiões mais internas do fruto (i.e., columela). Conclui-se, portanto, que a deficiência global em PHYs funcionais afeta drasticamente o metabolismo de açucares, formação de cloroplastos, bem como o tempo de amadurecimento através de uma interação complexa envolvendo fitocromos, auxinas, citocininas e etileno. No Capítulo II utilizamos o silenciamento fruto-específico de PHYs a fim de desvendar de que forma a fisiologia e parâmetros de qualidade do tomate seriam regulados por PHYs presentes no próprio fruto. Os dados obtidos revelaram que moléculas de SlPHYB2 presentes no próprio fruto regulam negativamente o acúmulo de clorofilas nos frutos imaturos, já as de SlPHYA influenciam positivamente a maquinaria de divisão plastidial, e tanto SlPHYA quanto SlPHYB2 desempenham papel sobrepostos, porém distintos, no controle do metabolismo de amido e acúmulo de carotenoides em frutos de tomateiro. Evidências sugerem que proteínas relacionadas à sinalização de citocininas atuariam como mediadoras do impacto de SlPHYA sobre a maquinaria de divisão plastidial, e que AUXIN RESPONSE FACTORs específicos seriam intermediários no controle dos PHYs sobre os metabolismos de açúcares e carotenoides. Conclui-se, dessa forma, que a percepção de luz mediada por moléculas de SlPHYA e SlPHYB2 presentes no próprio fruto regulam a biogênese plastidial e os metabolismos de açúcares e carotenoides por meio de alterações coordenadas em componentes chaves das cascatas de sinalização de auxinas e citocininas. Quando combinados, os dados obtidos neste estudo apresentam novidades importantes sobre a ação conjunta de PHYs e fitormônios no controle da biogênese plastidial e demonstram que a interação entre esses sinalizadores influencia características essenciais da qualidade de frutos de tomateiro, tais como o acúmulo de açúcares e de carotenoides

Plant regeneration through de novo organogenesis is a critical step in most of the plant micropropagation and genetic transformation procedures. In the last years, significant progress has been made in the understanding of the mechanisms underlying de novo organogenesis in the worldwide crop tomato (Solanum lycopersicum). However, the hormonal and molecular factors involving the acquisition of competence for tomato shoot formation, an essential step for the regeneration process, are still not known. The failure in acquire competence can be the reason for the widely described absence of shoot regeneration from tomato root explants. In the first chapter, we conducted a temporal and hormonal characterization of the tomato acquisition of competence and the shoot induction phases using the model system cv. Micro-Tom. Regeneration was improved by pre-incubation on root-inducing medium (RIM) during the early two days in culture, a period corresponding to acquisition of competence step in cotyledon explants. Conversely, the pre-incubation on another auxin-rich condition, the callus-inducing medium (CIM), under the same period, abolished the regeneration achievement. The 2d RIM pre-treatment induced an extensive and intense endogenous auxin response in the explant, probably improving the cells competence to produce shoots under further cytokinin induction on shoot-inducing medium (SIM). This knowledge was applied to improve the Agrobacterium-mediated tomato genetic transformation procedure, leading to an efficient, simple, inexpensive and genotype-independent protocol. In the second chapter, we developed an unprecedented method for tomato shoot regeneration from root explants. The shoot organogenesis was obtained by adjusting the CIM pre-treatment to the acquisition of competence period, corresponding to the initial four days in culture for root explants. The number and quality of shoots formed were also augmented by the optimization of explants properties, medium components, and culture conditions. Taken the two chapters together, the knowledge obtained about organogenic competence advanced and created new regeneration and genetic transformation systems, which are very useful tools for biotechnology and functional studies of specific genes in tomato. / A regeneração de plantas através da organogênese de novo é uma fase crítica para a maioria dos procedimentos de micropropagação e transformação genética. Recentemente, progressos significativos tem sido alcançados no entendimento dos mecanismos fundamentais à organogênese de novo de tomateiro (Solanum lycopersicum). Entretanto, fatores hormonais e moleculares envolvidos na aquisição de competência para formação de gemas caulinares na espécie, etapa essencial ao processo de regeneração, permancece desconhecido. O fracasso em adquirir competência pode ser associado a amplamente descrita incapacidade de tomateiro em regenerar brotos caulinares a partir de raízes. No primeiro capítulo, realizou-se uma caracterização temporal e hormonal das fases de aquisição de competência e indução de gemas caulinares usando a cultivar modelo Micro-Tom. A eficiência de regeneração foi melhorada através de pré-incubação em meio indutor de raízes (RIM) durante os dois primeiros dias de cultivo, período correspondente à fase de aquisição de competência em explantes cotiledonares. Diferentemente, a pré-incubação em outro meio rico em auxina, o meio indutor de calo (CIM), sob mesmo intervalo, aboliu completamente a regeneração. A pré-incubação de dois dias em RIM induziu uma intensa e extensa resposta a auxina endógena no explante, o que provavelmente aumentou a competência das células a induzir brotos caulinares em resposta a citocinina presente no meio indutor de gemas caulinares (SIM). A aplicação desse conhecimento na melhoria do procedimento de transformação genética via Agrobacteria levou a um eficiente, simples, barato e genótipo-independente protocolo. No segundo capítulo, nós desenvolvemos um método inédito de regeneração de tomateiro via explante radicular. A formação de brotos caulinares foi obtida por ajuste do pré-tratamento em CIM ao período de aquisição de competência, correspondente a quatro dias de cultivo em explantes radiculares. O número e qualidade dos brotos também foram elevados pela otimização do explante, composição do meio de cultivo, e condições de cultivo. Somando-se os dois capítulos, o conhecimento obtido a cerca da competência organogênica resultou em novos sistemas de regeneração e transformação genética, ferramentas importantes para processos biotecnológicos e estudos funcionais de genes específicos em tomateiro.

Our knowledge of the factors mediating ethylene-dependent and -independent ripening of climacteric fruit remains limited. Besides the known importance of ethylene roles, auxin has also been emerged as crucial to regulating ripening. Furthermore, the crosstalk between ethylene and auxin in tomato fruit ripening still awaits clarification. ERFs (Ethylene Responsive Factors) are transcription factors belonging to a large family acting downstream on ethylene signaling that direclty regulate ripening-related metabolisms, but their specific roles are still lacking. We present here a comprehensive expression profiling of tomato ERFs in wild-type and tomato ripening-impaired tomato mutants (Nr, rin and nor) indicating that out of the 77 ERFs present in the tomato genome, 27 show enhanced expression at the onset of ripening, while 28 display a ripening-associated decrease in expression, suggesting that different ERFs may have contrasting roles in fruit ripening. Members of subclass E, ERF.E1, ERF.E2 and ERF.E4, show dramatic down-regulation in the ripening mutants suggesting their expression might be instrumental to fruit ripening. The study illustrates the high complexity of the regulatory network interconnecting RIN and ERFs and identifies subclass E members as the most active ERFs in ethylene- and RIN/NOR-dependent ripening. Additionally, with the aim to shed more light into ethylene and auxin interplay, hormonal treatments were applied to tomato fruits and several ripening aspects were then evaluated such as the volatile profile. Overall, results elicited that auxin delay the onset of ripening further showing epistatic effects over the influence of ethylene. Several ripening-related genes, including components of the ethylene signaling, were affected by auxin suggesting potential crosstalk points between the two hormones. Moreover, ethylene appears as potentially part of the auxin regulation through inducing its conjugation. The modulation of hormone levels in tomato fruit throughout ripening can be useful to help designing approaches that both improve fruit quality and extend shelf life. / O conhecimento acerca dos fatores dependentes e independentes de etileno que regulam o amadurecimento de frutos climatéricos é ainda limitado. Além da importância conhecida do etileno, a auxina também tem sido apontada como crucial para o controle do amadurecimento. Mais ainda, há poucos estudos envolvendo o crosstalk entre etileno e auxina em frutos de tomateiro. ERFs (Ethylene Responsive Factors) são fatores de transcrição que atuam nos últimos níveis da via de sinalização de etileno, regulando diretamente metabolismos associados ao amadurecimento. Contudo, seus papéis específicos ainda são desconhecidos. O presente estudo revela o perfil detalhado de expressão de ERFs em tomate selvagem e nos mutantes cujo amadurecimento é comprometido (Nr, rin e nor) indicando que dos 77 ERFs presentes no genoma, 27 apresentam aumento de expressão no início do amadurecimento, enquanto 28 apresentam redução, sugerindo que diferentes ERFs possivelmente têm papéis distintos na regulação do amadurecimento. Membros da subclasse E, ERF.E1, ERF.E2 e ERF.E4, apresentam drástica redução de expressão nos mutantes Nr, rin e nor apontando que tais fatores devem atuar fortemente no amadurecimento. O estudo ilustra também a complexidade das vias de regulação envolvendo RIN e ERFs e ainda aponta os membros da subslasse E como os mais ativos ERFs atuando nas vias etileno-dependentes e RIN/NOR-dependentes. Indo além, com o objetivo de se aprofundar no crosstalk entre etileno e auxina, tratamentos hormonais foram aplicados em frutos de tomateiro e diversos parâmetros do amadurecimento foram avaliados. De uma maneira geral, a auxina retarda o amadurecimento e ainda parece sobrepor os efeitos indutórios do etileno. Genes relacionados ao amadurecimento, incluindo genes relacionados à via de sinalização de etileno, foram afetados pela auxina sugerindo potenciais pontos de crosstalk entre os dois hormônios. O etileno ainda parece regular o metabolismo de auxina no fruto via indução de conjugação pela ativação de GH3s. Compreender o papel dos hormônios no controle da maturação é essencial para o desenvolvimento de tecnologias que visam melhorar a qualidade pós-colheita de frutos.

O Ácido Indol Acético (AIA) é um hormônio, denominado auxina e há uma correlação direta entre o efeito citotóxico do AIA e da atividade da peroxidase nas células animais. Os Neutrófilos apresentam uma alta atividade de peroxidase e o AIA gera uma mudança ultra-estrutural e morte destas células em cultura. Entretanto, estudos in vivo mostram que a administração de AIA em baixas doses não promove um efeito prooxidante em neutrófilos e esta suplementação aumenta o englobamento de partículas de Zymosan por estas células. No presente estudo foram avaliados os efeitos da administração do AIA na capacidade fagocitária e na integridade celular de neutrófilos de ratos, observando os seguintes parâmetros: i) capacidade fagocitária – englobamento e morte de Staphylococcus aureus; ii) integridade celular – integridade da membrana plasmática, fragmentação de DNA e potencial transmembrana mitocondrial e iii) atividade de mieloperoxidase. O tratamento aplicado com AIA não apresentou alteração significante na capacidade de englobamento e morte de S. aureus pelos neutrófilos quando aos controles. A integridade celular e atividade de mieloperoxidase nos neutrófilos não foram alteradas pela suplementação com AIA comparadas aos controles. A administração de AIA em baixas doses não mostrou efeito na morte de S. aureus pelos neutrófilos o mesmo também não alterou a integridade celular e a atividade da mieloperoxidase destas células. / Indole acetic acid is (IAA) a hormone termed auxins and there is a direct correlation between the cytotoxic effect of IAA and the peroxidase activity of the animal cells. Neutrophils present a higher peroxidase activity and the IAA leads to marked ultra structural changes and death on these cells in culture. However studies in vivo show that IAA administration at low doses does not promoting a prooxidant effect on neutrophil and this supplementation to increase of the engulfment of Zymosan particles by these cells. In present study were evaluated the effect of IAA administration in the phagocytic capacity and cellular integrity on rat’s neutrophils from the following parameters: i) phagocytic capacity – engulfment and killing of the Staphylococcus aureus; ii) cellular integrity – plasma membrane integrity, DNA fragmentation and mitochondrial transmembrane potential and iii) myeloperoxidase activity. The IAA treatment imposed did not show another significant alteration in the S. aureus engulfment and killing capacity by neutrophils to compare with controls. The cellular integrity and myeloperoxidase activity in the neutrophils did not have alteration by IAA supplementation to compare with the controls. In conclusion the IAA administration at low doses did not show effective action in S. aureus killing by neutrophils and the same time as did not alter the cellular integrity and myeloperoxidase activity by this cell.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-24Bitstream added on 2014-06-13T18:48:46Z : No. of bitstreams: 1 fioreze_sl_me_botfca.pdf: 515942 bytes, checksum: 36e6e68c9485cd45059afbe0dccf4ee9 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Melhorar o potencial produtivo de plantas cultivadas através de práticas de cultivo é um dos principais desafios da pesquisa frente à crescente demanda de alimentos em nível mundial. Assim, o presente estudo teve por objetivo investigar as alterações morfofisiológicas ocorridas no colmo principal e em perfilhos, bem como caracterizar os processos envolvidos com a plasticidade do desenvolvimento de plantas de trigo em função da densidade de semeadura e da aplicação de regulares vegetais. O experimento foi conduzido no ano agrícola de 2010 na Fazenda Experimental Lageado, Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP, em Botucatu (SP). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, em esquema de parcelas subdivididas. As parcelas foram formadas por quatro densidades de semeadura (30, 50, 70 e 90 plantas m-1), cultivar IAC 370, enquanto as subparcelas foram formadas pela aplicação de reguladores vegetais [controle, (Ax+GA+CK), Etil-Trinexapac e (Ax+GA+CK) + Etil-Trinexapac]. Foram avaliados a emissão de perfilhos, o acúmulo de matéria seca em perfilhos e no colmo principal, a altura de plantas, as trocas gasosas, características morfofisiológicas da folha bandeira e sua relações com a espiga, além dos componentes da produção para perfilhos e colmo principal e da produtividade final da cultura. Ao final do experimento foram determinadas a participação de perfilhos no desenvolvimento e na produção de grãos, bem como o potencial produtivo de perfilhos em relação ao colmo principal. A aplicação de Etil- Trinexapac resultou em alterações morfofisiológicas em plantas de trigo, como altura de plantas, redução da distância entre fonte e dreno, teor de clorofila e comprimento da folha bandeira, não afetou a produtividade de grãos, tampouco as relações entre colmo principal e perfilhos de trigo. O aumento do número de plantas por unidade de área... / Improve on yield potential of plants by crop management is the main research challenge due to the growing of food demand worldwide. The objective of this work was to study morphological and physiological changes in main stem and tillers, and to characterize the processes involved on developmental plasticity of wheat plants affected by sowing densities under plant growth regulators application. The experiment was carried out at Faculdade de Ciencias Agronômicas – Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Botucatu (SP) in 2010 crop season. The experimental design was split-plot with four replications. The plots were consisted by four plant densities (30, 50 70 and 90 plants m-1) and the subplots were consisted by plant growth regulators [control, (Ax+GA+CK), Trinexapac- Ethyl e (Ax+GA+CK) + Trinexapac-Ethyl]. Tiller emission, main stem and tiller dry mass accumulation, plant height, gas exchange, morphological and physiological characteristics of flag leaf, main stem and tiller yield components and yield were determined. The contribution of main stem and tillers on grain yield and yield potential of tillers in relation to main stem were evaluated at the end of the crop cycle. Trinexapac-Ethyl application resulted in decreasing of plant height, source-sink distance, flag leaf length and chlorophyll content, however, the grain yield was not affected. The increase in the number of plants per unit area resulted in linear lower emission of tillers, dry matter accumulation and relationship between main stem and tillers, with direct relation to the yield. The increase in yield of the lower plant populations occurred due to the higher number of grain weight per spike, offsetting the decrease in the number of spikes per square meter. The competition for production factors resulted in decreasing in contribution of tillers on grain yield and yield potential... (Complete abstract click electronic access below)

Les plantes sont capables de percevoir dans leur environnement la disponibilité en nitrate (NO3-), un macro-nutriment essentiel. Chez Arabidopsis thaliana, le transporteur de NO3- NRT1.1 constitue un système de perception qui active de nombreuses réponses au NO3-, notamment la régulation de l'expression de gènes et le développement des racines latérales. Dans ce dernier cas, un mécanisme de transduction du signal a été proposé. Celui-ci met en jeu une activité de transport d'auxine par NRT1.1 qui est inhibée par le NO3-. Cependant, le(s) mécanisme(s) moléculaire(s) permettant à NRT1.1 de contrôler un large panel de réponses au NO3- reste(nt) largement inconnu(s). L'objectif de ce travail était donc d'approfondir nos connaissances sur les voies de signalisation du NO3- dépendantes de NRT1.1. Grâce à l'analyse de mutants et de lignées transgéniques exprimant des versions de NRT1.1 présentant des mutations ponctuelles, nous avons pu découpler certaines des réponses NRT1.1-dépendantes et montré que cette protéine peut percevoir/transduire le signal NO3- au travers d'au moins trois mécanismes distincts, possédant des bases structurales différentes au sein de la protéine. D'autre part, ce travail a permis de valider l'hypothèse selon laquelle NRT1.1, en intervenant comme transporteur d'auxine, contrôle directement le développement des racines latérales, et ce indépendamment des autres transporteurs d'auxine qui y sont exprimés. Enfin, nous avons montré qu'en plus de sa régulation transcriptionnelle déjà connue, NRT1.1 est soumis à une puissante et complexe régulation post-transcriptionnelle. En effet, le transcrit NRT1.1 est stabilisé en présence de NO3- dans la racine alors que l'accumulation de la protéine NRT1.1 est réprimée par le NO3- spécifiquement au niveau des primordia de racines latérales. Les résultats obtenus au cours de ce travail ont permis d'élaborer un modèle cohérent du rôle de signalisation joué par NRT1.1, et ouvrent de nombreuses perspectives pour comprendre comment, chez les plantes, un « transcepteur » (transporteur/senseur) peut contrôler une vaste gamme de réponses adaptatives aux facteurs de l'environnement. / Plants are able to sense the external availability of nitrate (NO3-), a major macro-nutrient. In Arabidopsis thaliana, the NO3- transporter NRT1.1 acts as a sensor that triggers many different adaptive responses, including the regulation of gene expression and lateral root development. In the latter case, a transduction mechanism that involves a NO3--inhibited auxin transport activity dependent of NRT1 has been proposed. However, the molecular mechanism(s) allowing NRT1.1 to control such a large palette of NO3- responses is still largely unknown. Thus the aim of this work was to better understand and characterize the NRT1.1-dependent NO3- signaling pathway(s). Using mutants and transgenic lines expressing point mutated forms of NRT1.1, we uncoupled several of the NRT1.1-dependent responses and thus demonstrated that NR1.1 can sense/transduce NO3- signal through at least three distinct mechanisms at the protein level. This work also largely confirmed the hypothesis that NRT1.1 directly controls lateral root development through its auxin transport activity regardless of the other auxin transporters expressed in lateral root primordia. Finally, we showed that, besides the already well characterized transcriptional NO3--dependent regulation of NRT1.1, this gene is also subjected to complex post-transcriptional regulations. Indeed, on the one hand, NRT1.1 mRNA is stabilized by NO3- in roots whereas, on the other hand, protein accumulation is specifically repressed by NO3- in lateral root primordia. Altogether, these results allowed us to build a comprehensive model of the complex NRT1.1 signaling and open many perspectives to understand how plant “transceptors” (transporter/sensor) can monitor a large variety of adaptive responses to environmental factors.

O ácido indol-3-acético (AIA) é uma auxina natural, metabólito do triptofano, e é produzido em células animal, vegetal e em alguns microrganismos podendo atuar como antioxidante. O objetivo do presente estudo foi o de avaliar o poder antioxidante do AIA, frente a um estresse oxidativo hepático induzido pelo hepatocarcinógeno dietilnitrosoamina (DEN). Foram utilizados camundongos BALB/c com dois meses. Em uma primeira etapa do estudo foram utilizados machos e fêmeas com o propósito de se avaliar somente o efeito do AIA administrado diariamente por 15 dias nas doses de 100, 200 e 500 mg/Kg de peso vivo. Em uma segunda etapa foram utilizados somente machos submetidos ao AIA (50, 250 e 500 mg/Kg de peso vivo) por 15 dias e no 16o dia foram expostos ao DEN por 4 h ou por 24 h. Foram avaliados os seguintes parâmetros: 1) evolução do peso e porcentagem relativa do fígado; 2) alterações metabólicas hepáticas avaliadas pelas atividades de alanina aminotransferase (ALT) e aspartato aminotransferase (AST) no soro; 3) perfil oxidativo hepático nas atividades das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx) e glutationa redutase (GR) e dos níveis de glutationa reduzida e glutationa oxidada e 4) fragmentação de DNA hepático. Os resultados foram analisados pela análise de variância (ANOVA) com significância de 0,05 usando o teste de Tukey.O AIA não demonstrou efeito tóxico nas doses utilizadas tanto para machos quanto para fêmeas em nenhum dos parâmetros analisados, pois esses parâmetros não apresentaram diferença significativa em relação aos controles (apenas tampão fosfato salina, pH 7,4). A exposição dos animais ao DEN por 4 h demonstrou diminuição na atividade da CAT e GR em 30% e 23%, respectivamente em relação ao controle. O DEN induziu fragmentação de DNA, somente após 24 horas, correspondentes a 210, 410 e 610 pares de bases (pb). A atividade da CAT e GR nos animais que receberam AIA e expostos ao DEN por 4 h não apresentaram alteração significativa em relação aos controles. Porém, a administração de AIA protegeu, apenas parcialmente o DNA dos efeitos defragmentação causados pela exposição ao DEN por 24 horas, pois se observou uma redução dessa fragmentação em 42%, 51% e 48% para os fragmentos de 210 pb, em 54%, 56% e 55% para os fragmentos de 410 pb e em 51%, 57% e 53% para os fragmentos de 610 pb nos animais que receberam AIA nas respectivas doses de 50, 250 e 500 mg/Kg de peso vivo, em relação aos controles. Concluiu-se que o AIA nas doses administradas, não alterou a evolução do peso, massa relativa do fígado, atividade de ALT e AST e perfil oxidativo hepático dos animais, sugerindo que esta auxina, não é tóxica; e que o AIA promoveu a proteção do fígado dos animais frente aos efeitos deletérios causados pelo DEN, baseado na atividade das enzimas CAT e GR e fragmentação de DNA, demonstrando um efeito antioxidante dessa auxina. / The indol-3-acetic acid (IAA) is a natural auxin, metabolite of the tryptophane, is produced in animal cells, vegetable and in some microorganisms being to act like antioxidant. The objective of the present study was to evaluate the antioxidant effect of the IAA, facing a liver oxidative stress induced by the hepatocarcinogenic diethylnitrosoamine (DEN). Were utilized mice BALB/c with 2 months. In a first phase of the study were utilized males and females with the purpose of to evaluate only the effect of the IAA administered daily by 15 days in the doses of 100, 200 and 500 mg/Kg of body weight. In a second phase were utilized only males submitted to IAA (50, 250 and 500 mg/Kg of body weight) daily during 15 days and in the 16ht day the animals were exposed to the DEN for 4 h or for 24 h. They were evaluated the following parameters: 1) evolution of the weight of the animals and the relative percentage of the liver; 2) liver metabolic alterations evaluated by the activities of alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST) in the serum; 3) liver oxidative stress available by antioxidant enzyme activity as superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx) and glutathione reductase (GR) and by levels of the oxidized glutathione and reduced glutathione and 4) fragmentation of liver DNA. The results were analyzed by the analysis of variance (ANOVA) with significance at 0.05 using Tukey test. The IAA did not showed toxic effect in the doses utilized for both males and females for all analyzed parameters, those parameters did not shown significant difference to compare with the controls (only phosphate buffer saline, pH 7.4). The exposition of the animals to DEN for 4 h showed a reduction in the CAT and GR activity as 30% and 23%, respectively, compared with to the control. The DEN to induced DNA fragmentation, only after 24 hours of exposition, corresponding to 210, 410 and 610 pair of bases (pb). The activity of the CAT and GR in the animal treated with IAA and exposed to DEN for 4 h did not show significant alteration to compare with the controls. However, the IAA administration was shown a partially protection of the DNA fragmentation from DEN exposition for 24 hours such as 42%, 51% and 48% for the fragments of 210 pb, 54%, 56% and 55% for the fragments of 410 pb and in 51%, 57% and 53% for the fragments of 610 pb by respectively IAA doses 50, 250 and 500 mg/Kg of body weight, compared with the controls. Concluded that the IAA in the doses administered, did not alter the evolution of the body weight, relative percentage of the liver, activity of ALT and AST and liver oxidative stress in animals, suggesting that this auxin is not toxic; and that the IAA promoted the protection of the liver of the animal facing the harmful effects caused by the DEN based in the activity of the CAT and GR activity and DNA fragmentation, showing an antioxidant effect of this auxin.