Orientador: José Roberto Moro / Banca: Herberte Pereira da Silva / Banca: Luciana Rossini Pinto / Resumo: O Brasil tem uma flora nativa exuberante, muito explorada e pouco estudada. A economia florestal brasileira tem importante papel na qualidade de vida do país sendo necessárias informações que possibilitem uma exploração mais consciente e sustentável das espécies nativas. Uma das formas de se obter esclarecimentos relevantes a respeito das espécies arbóreas do Brasil é por meio de estudos citogenéticos. Esses estudos cromossômicos podem fornecer informações importantes na taxonomia, evolução, genética, melhoramento de plantas e na preservação dos sistemas florestais. Por meio de técnicas de citogenética convencional estabeleceu-se o número cromossômico diplóide de: Balfourodendron riedelianum, 2n = 58 cromossomos, com tamanho médio dos cromossomos de 1,877μm ± 0,44, Cedrela fissilis, 2n = 56 cromossomos, com tamanho médio dos cromossomos de 1,01μm ± 0,26; Hymenaea courbaril var. stilbocarpa, 2n = 24 cromossomos, com tamanho médio dos cromossomos de 3,52μm ± 0,68 ; Myroxylon peruiferum, 2n=26 cromossomos, com tamanho médio dos cromossomos de 1,25μm ± 0,30; Pterogyne nitens, 2n=20 cromossomos, com tamanho médio dos cromossomos de 1,13μm ± 0,27; Tabebuia aurea, 2n = 40 cromossomos, com tamanho médio dos cromossomos de 1,05μm ± 0,23; T. ochracea , 2n=80 cromossomos, com tamanho médio dos cromossomos de 1,02μm ± 0,22 e C. odorata com variação cromossômica de 2n = 42 a 2n = 104 cromossomos. Os resultados obtidos neste trabalho poderão fornecer suporte para futuras pesquisas de manipulação dos cromossomos, comparação em estudos taxonômicos, estudos evolutivos, produção de progênies híbridas para fins comerciais e melhoramento genético de espécies madeireiras / Abstract: Brazil has a lush native flora, much exploited and little studied. The Brazilian forestry economy has an important role in the life quality of the country being necessary information to enable a more conscious and sustainable exploitation of native species. One way to obtain relevant details about the tree species in Brazil is through cytogenetic studies. These chromosome studies may provide important information on taxonomy, evolution, genetics and plant breeding as also as on the conservation of forest systems. Using conventional cytogenetics techniques the diploid chromosome number was established: Balfourodendron riedelianum, 2n = 58 chromosomes, with the average size of chromosomes 1, 877μm ± 0.44, Cedrela fissilis, 2n = 56 chromosomes, with the average size of chromosomes 1, 01μm ± 0.26; Hymenaea courbaril var. stilbocarpa, 2n = 24 chromosomes, with an average size of the chromosomes of 3.52 μm ± 0.68; Myroxylon peruiferum, 2n = 26 chromosomes, with the average size of chromosomes 1, 25μm ± 0.30; Pterogyne nitens, 2n = 20 chromosomes with average size of chromosomes 1, 13μm ± 0.27, Tabebuia aurea, 2n = 40 chromosomes, with an average size of the chromosomes of 1.05 μm ± 0.23; T. ochracea, 2n = 80 chromosomes, with an average size of the chromosomes of 1.02 ± 0.22 μm and Cedrela odorata with chromosome variation of 2n = 42 to 2n = 104 chromosomes. The results of this study may provide support for future research in chromosome manipulation, comparative taxonomy, evolutionary studies, commercial hybrid seed production and breeding timber species / Mestre

Submitted by Ramon Santana (ramon.souza@ufpe.br) on 2015-03-11T17:26:02Z No. of bitstreams: 2 TESE Gibson Gomes de Oliveira.pdf: 5790719 bytes, checksum: a8655e085c416ddd34efe710ba637725 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-11T17:26:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE Gibson Gomes de Oliveira.pdf: 5790719 bytes, checksum: a8655e085c416ddd34efe710ba637725 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-05-29 / CAPES e FACEPE / Adenocalymma imperatoris-maximilianii (Wawra) L.G. Lohmann (Bignoniaceae) é uma liana conhecida como cipó-amarelo no Nordeste brasileiro, utilizada para afecções da pele e como alimento para caprinos. O presente estudo teve como objetivo caracterizar a morfoanatomia, histoquímica, realizar prospecção fitoquímica e atividades biológicas, frente a vírus, bactérias e linhagens de células tumorais, dos extratos aquosos, metanólicos, hexânicos, clorofórmicos, diclorometânicos e acetato de etila, das raízes, caules, folhas e flores. Para o estudo anatômico foram utilizadas técnicas para montagem de lâminas semipermanentes. Na prospecção fitoquímica preliminar (extrato metanólico) utilizou-se cromatografia em camada delgada (CCD) e cromatográfia a gás- acoplada a espectométria de massa-CG-EM (extratos: hexano, clorofórmio, diclorometano e acetato de etila). Para a análise antiviral, foi utilizada linhagem celular BHK-21-rep-FA17D-LucNeoIres. Para os testes antibacterianos utilizou-se metodologia de Concentração Inibitória Mínima e Bactericída frente á Staphylococcus aureus (CIM e CBM). Para análise citotóxica frente ás linhagens celulares: NCI-H292-carcinoma mucoepidermoide de pulmão humano; HEp-2-carcinoma de laringe humana; HL-60 -leucemia promielocitica aguda e MCF-7-câncer de mama humano, utilizou-se o método do MTT (3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolium bromido). Anatomicamente foram videnciados: estômatos paracíticos, anisocíticos e ciclocíticos, cutícula espessa, flange cuticular, presença de cristais prismáticos, tricomas glândulares e tectores, calotas de esclerênquima circundando os feixes vasculares, histoquímicamente evidenciou-se polifenóis totais, amido e lipídeos totais no mesofilo dos foliólos. Preliminarmente, foram evidenciados por CCD: flavonóides, açucares redutores, taninos, derivados cinâmicos, terpenos/esteróides, heterosídeos saponinícos. Na análise por CG-EM: Lupeol, lupenona, stigmasterol, β–amirina, β–sitosterol, esqualeno, neofitadieno, ácido octadeca-9,12-dienóico éster metílico, Ácido 1,2-benzeno, bis-(2-etil-hexil). No presente trabalho, foram identificados dez alcalóides pela primeira vez para família Bignoniaceae. O extrato bruto aquoso das raízes, caules e folhas testados frente ao vírus da febre amarela, não apresentou atividade, e o extrato bruto metanólico das raízes, caules e folhas não foram tóxico frente ás linhagens de células tumorais tratadas (NCI-H292-carcinoma mucoepidermoide de pulmão humano; HEp-2-carcinoma de laringe humana; HL-60 -leucemia promielocitica aguda e MCF-7-câncer de mama humano). Os extratos brutos das partes vegetativas apresentaram atividade antibacteriana (CIM e CBM) que variaram de 32 á 1024μg/mL, frente á Staphylococcus aureus Multiresistente e Multisensíveis. Face ao exposto, a espécie Adenocalymma imperatoris-maximilianii, pode ser considerada uma fonte promissora de moléculas bioativas para terapêutica moderna. Estas são as primeiras contribuições químicas e biológicas para a espécie.

Submitted by Maryse Santos (maryseeu4@gmail.com) on 2016-08-26T13:52:36Z No. of bitstreams: 1 Loretta Ennes Sabóia de Melo- Tese de doutorado.pdf: 6738719 bytes, checksum: f6dcfd30112022295372a5129cd38479 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-08-29T14:47:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Loretta Ennes Sabóia de Melo- Tese de doutorado.pdf: 6738719 bytes, checksum: f6dcfd30112022295372a5129cd38479 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-08-29T14:49:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Loretta Ennes Sabóia de Melo- Tese de doutorado.pdf: 6738719 bytes, checksum: f6dcfd30112022295372a5129cd38479 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-29T14:49:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Loretta Ennes Sabóia de Melo- Tese de doutorado.pdf: 6738719 bytes, checksum: f6dcfd30112022295372a5129cd38479 (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The waste of raw materials is one of the main bottlenecks in the wood industry and much of the waste generated in the processing of wood is discarded in inappropriate places, causing damage to the environment. The production of small objects from wood residues is a socio-economic way to add value to these wastes and for this, wood residues of Bignoniaceae and Fabaceae species have been used, which are often not chemically studied because of the difficulties inherent to the wood acquisition. Considering the availability of wood residues through the INCT Project – Madeiras da Amazônia, this study evaluated the wood residue of Tabebuia serratifolia (Bignoniaceae), Acacia mangium and Dipteryx polyphylla (Fabaceae). Fractionation of methanolic extract of T. serratifolia allowed the isolation and identification of naphthoquinones dehydro-α-lapachone, dehydro-iso-α-lapachone and α-lapachone, in addition to lignans paulownin and cycloolivil. The studies on the A. mangium specie allowed the identification of steroids sitosterol, stigmasterol and a spinasterol derivative, 3-methoxy-4-hydroxy-cinnamic acid, methylparaben, 4- hydroxybenzaldehyde and flavonoid 3,4',7,8-tetrahydroxyflavone. With fractionation of the methanolic extract of D. polyphylla it was possible to isolate four isoflavans, with 3', 7-dihydroxy-4'-methoxy-isoflavan and 3',8-dihyd roxy-4',7-dimethoxy-isoflavan unprecedented in literature. Considering the biological potential of the isolated compounds classes, it was performed the antifungal test in the strains of Cryptococcus neoformans (VN1PCN6) and Candida albicans (ATCC 36232) and the naphthoquinone dehydro -iso-α-lapachone distinguished among the tested substances. / O desperdício de matéria- prima é um dos principais gargalos do setor madeireiro e grande parte dos resíduos gerados no processamento da madeira é descartado em locais inapropriados, causando danos ao meio -ambiente. A produção de pequenos objetos a partir de resíduos madeireiros é uma forma sócio-econômica de agregar valor a esses rejeitos e para isso tem sido utilizados resíduos de espécies de Bignoniaceae e Fabaceae, que muitas vezes não são estudadas quimicamente devido às dificuldades inerentes à obtenção de madeira. Considerando a disponibilidade de resíduos madeireiros por meio do projeto INCT-Madeiras da Amazônia, neste trabalho avaliou-se os resíduos madeireiros de Tabebuia serratifolia (Bignoniaceae), Acacia mangiume Dipteryx polyphylla (Fabaceae). O fracionamento do extrato metanólico de T. serratifolia permitiu o isolamento e identificação das naftoquinonas desidro-α-lapachona, desidro-iso-α-lapachona e α-lapachona, além das lignanas paulownina e cicloolivil. Os estudos com a espécie A. mangium permitiram a identificação dos esteroides sitosterol, estigmasterol e um derivado esterificado do espinasterol, do ácido 3-metoxi-4-hidroxi-cinâmico, metilparabeno, 4-hidroxibenz aldeído e do flavonoide 3,4’,7,8-tetrahidroxiflavona. Com o fracionamento do extrato metanólico de D. polyphylla foi possível o isolamento de quatro isoflavanas, sendo 3’,7-dihidroxi-4’-metoxi-isoflavana e 3’,8-dihidroxi-4’,7-dimetoxi-isoflavana inéditas na literatura. Considerando o potencial biológico das classes das substâncias isoladas, foi realizado o ensaio antifúngico frente às cepas de Cryptococcus neoformans (VN1PCN6) e Candida albicans (ATCC 36232) e a naftoquinona desidro-iso -α-lapachona destacou-se entre as substâncias testadas.

Tecoma stans (L.) Juss. Ex Kunth (Bignoniaceae) also known as yellow bells, has a native distribution from Northern Argentina, central America, Mexico and the Southern USA. In many warm climatic regions of the world, T. stans is commonly planted as an ornamental plant because of its yellow flowers, hence the name yellow bells, and pinnate foliage. As a result, this evergreen shrub has wide distribution in the tropical and subtropical parts of the western hemisphere. As is the case in many other parts of the world, T. stans was introduced into South Africa as an ornamental plant, but escaped cultivation and now invades roadsides, urban open spaces, watercourses, rocky sites in subtropical and tropical areas of five South African provinces; Gauteng, Mpumalanga, Limpopo, KwaZulu-Natal, Eastern Cape and neighboring countries. Tecoma stans has the potential of extending its range because its seeds are easily dispersed by wind. The purpose of this work was to carry out pre-release efficacy studies to determine the host specificity and suitability of Pseudonapomyza sp. (Diptera: Agromyzidae), a leaf-mining fly, as a biological control agent of T. stans. Available information suggests that the fly was brought to South Africa (SA) from Argentina in 2005. In that year a worker collected adult root feeding fleabeetles from T. stans and their eggs by collecting soil around the plants in the Argentinian Province of Jujuy, at San Pedro (24°12’592”S, 64°51’328”W). The soil was brought to the SA quarantine laboratory of the Agricultural Research Council, Plant Protection Research Institute (Weeds Division), Pretoria, and placed in a cage containing T. stans plants for flea-beetle larvae to emerge from the eggs. The Pseudonapomyza sp. flies which emerged from that soil were reared to produce a colony of flies used in the study reported here. The feeding behavior of Pseudonapomyza sp. adults is initiated by females which use their ovipositor to puncture holes in the leaf mesophyll and then they feed on the sap oozing from the holes. Since males have no means of puncturing the leaves, they feed from holes made by females. Eggs are laid singly into the tubular leaf punctures. Soon after hatching, the larva feeds on the leaf mesophyll tissue. As the larva feeds within the leaf it creates mines which eventually coalesce to form large blotches. The damaged leaf area reduces the photosynthetic potential of the plant especially when damaged leaves dry and fall off the plants. The potential of Pseudonapomyza sp. as a biocontrol agent is enhanced by the fact that it has a high level of fecundity and a short life cycle. As a result, its populations can build up rapidly to exert a significant impact on T. stans. Host-specificity tests undertaken on 35 plant species in 12 plant families showed that out of the 35 plant species tested, the fly was able to develop on T. stans only. Although Pseudonapomyza sp. adults fed on T. capensis, a South African indigenous ornamental shrub, no larval mines were observed on this plant. This suggests two possibilities; either females of Pseudonapomyza sp. do not oviposit on T. capensis or oviposition takes place but larvae cannot feed and develop on this plant. These studies indicate that this fly is sufficiently host-specific, and can be released against T. stans without posing any threat to either commercial or indigenous plant species grown in South Africa. Experimental designs simulating high populations of Pseudonapomyza sp. showed that the impact of leaf mining fly on T. stans can cause approximately 56 percent aboveground biomass reduction. Other concurrent studies have also showed that low and high density fly infestations can cause 23 percent and 48 percent belowground biomass reductions, respectively. Based on the available information, it appears that Pseudonapomyza sp. may have the potential to reduce the invasive capacity of T. stans in the affected areas. In order to exert more herbivore pressure on T. stans, it is suggested that agents belonging to other feeding guilds, such as root-, stem- and seed-feeding insects, be considered for release to complement the leaf-feeding of Pseudonapomyza sp. An application to release this fly in SA has been submitted to one of the two regulatory authorities.

Seedlings of tropical forest species show an extraordinary morphological diversity. Tabebuia and Handrohantiis, belong the Bignoniaceae, are classify in Tecomeae tribe. This study aimed to verify the morphological differences between these two genera from the analysis of fruits, seeds and seedlings of Handroanthus ochraceus (Cham.) Mattos ssp. ochraceus, Handroanthus serratifolius (Vahl) S. Grose, Tabebuia insignis (Miq.) Sandwith ssp. insignis e Tabebuia roseo-alba (Ridl.) Sandwith to subsidize taxonomic decisions inherent in these taxa, and indicate relevant characteristics to recognize these species in the field when, still in the seedling stage, during the evaluations of natural regeneration, allowing the practical application in ecological studies, in the management and flora conservation. Handroanthus ochraceus (Cham.) Mattos ssp. ochraceus presented persistent cup fruit, many trichomes surface, velvety looks, seeds with dark brown line, going from the base to the center, cotyledons creams, reticulated nervation and valve prefoliation eophyll; while Handroanthus serratifolius (Vahl) S. Grose don't presented without persistent cup fruit, glabrous surface, almost black dividing line seeds, from the base to the apex, green cotyledons, craspedodromous nervation and conduplicate prefoliation eophyll. Tabebuia insignis (Miq.) Sandwith ssp. insignis presented fruit with the outer surfaces of the pericarp with trichomes, dehiscence with not twisted valves, ovate seeds with hilum, creams cotyledons, seedlings with petioles of eophylls with trichomes; while Tabebuia roseo-alba (Ridl.) Sandwith presented fruit with the outer surfaces of the pericarp glabrous, dehiscence with twisting revolut valve, seeds with hilum in "v" form and browns cotyledons, seedlings petioles of eophylls glabrous. This study has differentiated Handroanthus of Tabebuia through some morphological characters, but there is need to study other species to confirm whether the characters described in this study are still in genera described. / As plântulas de espécies florestais tropicais demonstram uma extraordinária diversidade morfológica. Os gêneros Tabebuia e Handroanthus, pertencentes à Bignoniaceae, estão classificados na tribo Tecomeae. Este trabalho teve como objetivo verificar as diferenças morfológicas existentes entre esses dois gêneros a partir da análise dos frutos, sementes e plântulas de Handroanthus ochraceus (Cham.) Mattos ssp. ochraceus, Handroanthus serratifolius (Vahl) S. Grose, Tabebuia insignis (Miq.) Sandwith ssp. insignis e Tabebuia roseo-alba (Ridl.) Sandwith a fim de subsidiar decisões taxonômicas inerentes a esses táxons, além de indicar características relevantes para reconhecer estas espécies no campo quando, ainda em estágio de plântula, durante as avaliações de regeneração natural, permitindo a aplicação prática em estudos ecológicos, no manejo e conservação da flora. Handroanthus ochraceus (Cham.) Mattos ssp. ochraceus apresentou fruto com cálice persistente, superfície com muitos tricomas, com aparência aveludada, sementes com linha divisória castanho escura, indo da base ao centro, cotilédones cremes, eofilos com nervação reticulada e prefolheação valvar; enquanto que Handroanthus serratifolius (Vahl) S. Grose apresentou fruto sem cálice persistente, superfície glabra, sementes com linha divisória quase negra, indo da base ao ápice, cotilédones verdes, eofilos com nervação craspedódroma e prefolheação conduplicada. Tabebuia insignis (Miq.) Sandwith ssp. insignis apresentou fruto com superfície externa do pericarpo com tricomas, deiscência com valvas não torcidas, sementes com hilo oval, cotilédones cremes, plântulas com pecíolos dos eofilos com tricomas; enquanto que Tabebuia roseo-alba (Ridl.) Sandwith apresentou fruto com superfície externa do pericarpo glabra, deiscência com torção revoluta das valvas, sementes com hilo em forma de "v" , cotilédones castanhos, plântulas com pecíolos dos eofilos glabros. Este estudo possibilitou diferenciar Handroanthus de Tabebuia através de alguns caracteres morfológicos, porém, há a necessidade de se estudar outras espécies a fim de confirmar se os caracteres descritos neste trabalho se mantêm nos gêneros descritos.

The interaction between Xylocopa californica and Chilopsis linearis was used to test the hypothesis that nectar robbing is costly to plants. No evidence for these costs, either in terms of decreased pollination or increased energy demands, was found. In fact, the mean number of seeds per fruit and the mean individual weight of seeds per fruit was higher from fruits that developed from robbed flowers than from fruits that developed from unrobbed flowers, indicating that the presence of Xylocopa californica enhanced pollination. Chilopsis linearis pollen was isolated from the tips of the abdomens of robbing Xylocopa californica and it was determined that these bees could be transferring pollen from flower to flower as they position themselves to rob. This association was found to be one of mutual benefit rather than one of exploitation.

As folhas das angiospermas sofreram grandes modificações funcionais e estruturais ao longo do tempo, e atualmente apresentam uma ampla diversidade de formas, tamanhos e arranjos. Por exemplo, na tribo Bignonieae (Bignoniaceae), as folhas são geralmente 2-3-folíoladas, e o folíolo terminal é frequentemente modificado em gavinha. As gavinhas dos representantes de Bignonieae apresentam formas variadas (simples, bífidas, trífidas ou multífidas) e estão possivelmente envolvidas na diversificação da tribo. Apesar da importância das gavinhas para as plantas escandentes, pouco ainda é conhecido sobre esses órgãos nas angiospermas. Atualmente, existem dados disponíveis sobre genes que controlam o desenvolvimento de gavinhas foliares apenas para Pisum sativum (ervilha). Embora a maioria das angiospermas tenha o desenvolvimento de suas folhas controlado pelos genes KNOX1, em P. sativum, KNOX1 não é expresso nos primórdios foliares e seu desenvolvimento é regulado por LEAFY/FLORICAULA (LFY/FLO). Esses dados sugerem que folhas com gavinhas em outras espécies de planta também podem ser reguladas exclusivamente por LFY/FLO. O presente estudo investigou a evolução e o desenvolvimento dos diferentes tipos de gavinhas em Bignonieae e visou entender como mudanças na morfogênese foliar geraram os padrões atuais de variação morfológica das mesmas. Analisou-se o padrão de expressão dos genes SHOOTMERISTEMLESS (STM, gene KNOX1), PHANTASTICA (PHAN) e LFY/FLO durante o desenvolvimento foliar de três espécies de Bignonieae com diferentes tipos de gavinhas (simples, trífidas e multífidas), buscando um melhor entendimento da estrutura geral, origem e base genética do desenvolvimento das gavinhas foliares neste grupo. Nossos resultados demonstraram que as folhas se desenvolvem de maneira acrópeta em Bignonieae, bem como indicaram que gavinhas trífidas são ancestrais na tribo, com a evolução dos outros tipos de gavinhas tendo envolvido mudanças heterocrônicas no padrão de desenvolvimento básico das folhas. Além disso, transcritos do gene STM foram detectados em folhas em desenvolvimento, revelando que as folhas em Bignonieae se desenvolvem de maneira diferente das folhas de P. sativum, embora ambas apresentem gavinhas. Analises anatômicas revelaram que as gavinhas apresentam simetria bilateral e possuem algumas características similares aos folíolos, corroborando indicações previas de que as gavinhas de Bignonieae representariam folíolos modificados. Estas conclusões foram reforçadas pelo padrão de expressão encontrado para o gene PHAN (gene de identidade adaxial), cujos transcritos estavam confinados ao domínio adaxial do primórdio de gavinha em espécies que possuem gavinhas ramificadas, num padrão muito similar ao padrão observado nos primórdios dos folíolos. Em B. callistegioides, espécie que possui gavinhas simples, PHAN é expresso uniformemente por toda a gavinha, indicando que o domínio adaxial não foi corretamente estabelecido. Assim, as diferenças encontradas nos padrões de expressão do gene PHAN entre espécies com diferentes tipos de gavinhas em Bignonieae indica a existência de uma possível correlação entre a expressão do PHAN com a ramificação de gavinhas. Além disso, o padrão de expressão encontrado sugere que PHAN pode ter um papel importante no estabelecimento da polaridade em gavinhas e no surgimento dos vários tipos de gavinha encontrados na tribo. Além disso, o padrão de expressão do LFY/FLO em primórdios foliares nos levou a inferir que LFY/FLO pode ter um papel importante na separação de novos órgãos a partir de zonas meristemáticas. / Angiosperm leaves have undergone major functional and structural modifications over time, and currently exist in a wide diversity of forms, sizes, and arrangements. For example, in the tribe Bignonieae (Bignoniaceae), leaves are generally 2-3-foliolated, and the terminal leaflet is often modified into tendrils.These tendrils present varied morphologies (simple, bifid, trifid or multifid) and are thought to have been involved in the diversification of Bignonieae. Despite the importance of tendrils for climbing plants, little is still known about the biology of tendrils in the angiosperms. To date, no data is available on the genes that control tendrilled-leaf development in species other than pea (Pisum sativum). Even though KNOX1 genes control leaf development in the majority of compound-leaved angiosperms, in pea, KNOX1 is completely excluded from the leaf primordium and its development is regulated by LEAFY/FLORICAULA (LFY/FLO). This observation suggests that the development of other tendrilled-leaves might also be exclusively regulated by LFY/FLO as well. This study investigated the evolution and development of tendril types in Bignonieae in order to further understand how changes in leaf morphogenesis led to current patterns of variation in tendril morphology. We further analyzed the expression patterns of SHOOTMERISTEMLESS (STM, KNOX1 gene), PHANTASTICA (PHAN) and LFY/FLO during leaf development in three representatives of Bignonieae with different tendril types in order to better understand the structure, origin and genetic basis of leaf tendrils in this plant clade. Our results demonstrate that leaves in Bignonieae develop acropetally, as well as indicates that trifid tendrils are ancestral in the tribe, with the evolution of other tendril types involving heterochonic shifts in the leaf basic developmental pathway. Furthermore, transcripts of STM were detected in developing leaves, revealing that tendrilled leaves of Bignonieae develop differently from those of pea. The anatomical analysis revealed that tendrils are bilaterally symmetrical and present some characteristics that are similar to leaflets, further corroborating earlier suggestions that tendrils indeed represent modified leaflets. This observation was further reinforced by the expression pattern of PHAN (an adaxial identity gene), as PHAN transcripts were confined to the adaxial domain of the tendril primordia in branched-tendrilled species, in a pattern very similar to that observed in leaflet primordia. In B. callistegioides, a simple-tendrilled species, PHAN was expressed throughout the entire tendril, indicating a certain degree of disruption in the establishment of the adaxial domain. The differences encountered in the expression pattern of PHAN amongst species with different tendril types indicate a possible correlation of the expression of PHAN with tendril branching. Furthermore, it suggests an important role for PHAN in the establishment of tendril polarity and in the rise of the various tendril types encountered in Bignonieae. In addition, the pattern of expression of LFY/FLO in developing leaves has led us to infer that LFY/FLO may present an important role for the separation of new organs from meristematic zones.

As folhas das angiospermas sofreram grandes modificações funcionais e estruturais ao longo do tempo, e atualmente apresentam uma ampla diversidade de formas, tamanhos e arranjos. Por exemplo, na tribo Bignonieae (Bignoniaceae), as folhas são geralmente 2-3-folíoladas, e o folíolo terminal é frequentemente modificado em gavinha. As gavinhas dos representantes de Bignonieae apresentam formas variadas (simples, bífidas, trífidas ou multífidas) e estão possivelmente envolvidas na diversificação da tribo. Apesar da importância das gavinhas para as plantas escandentes, pouco ainda é conhecido sobre esses órgãos nas angiospermas. Atualmente, existem dados disponíveis sobre genes que controlam o desenvolvimento de gavinhas foliares apenas para Pisum sativum (ervilha). Embora a maioria das angiospermas tenha o desenvolvimento de suas folhas controlado pelos genes KNOX1, em P. sativum, KNOX1 não é expresso nos primórdios foliares e seu desenvolvimento é regulado por LEAFY/FLORICAULA (LFY/FLO). Esses dados sugerem que folhas com gavinhas em outras espécies de planta também podem ser reguladas exclusivamente por LFY/FLO. O presente estudo investigou a evolução e o desenvolvimento dos diferentes tipos de gavinhas em Bignonieae e visou entender como mudanças na morfogênese foliar geraram os padrões atuais de variação morfológica das mesmas. Analisou-se o padrão de expressão dos genes SHOOTMERISTEMLESS (STM, gene KNOX1), PHANTASTICA (PHAN) e LFY/FLO durante o desenvolvimento foliar de três espécies de Bignonieae com diferentes tipos de gavinhas (simples, trífidas e multífidas), buscando um melhor entendimento da estrutura geral, origem e base genética do desenvolvimento das gavinhas foliares neste grupo. Nossos resultados demonstraram que as folhas se desenvolvem de maneira acrópeta em Bignonieae, bem como indicaram que gavinhas trífidas são ancestrais na tribo, com a evolução dos outros tipos de gavinhas tendo envolvido mudanças heterocrônicas no padrão de desenvolvimento básico das folhas. Além disso, transcritos do gene STM foram detectados em folhas em desenvolvimento, revelando que as folhas em Bignonieae se desenvolvem de maneira diferente das folhas de P. sativum, embora ambas apresentem gavinhas. Analises anatômicas revelaram que as gavinhas apresentam simetria bilateral e possuem algumas características similares aos folíolos, corroborando indicações previas de que as gavinhas de Bignonieae representariam folíolos modificados. Estas conclusões foram reforçadas pelo padrão de expressão encontrado para o gene PHAN (gene de identidade adaxial), cujos transcritos estavam confinados ao domínio adaxial do primórdio de gavinha em espécies que possuem gavinhas ramificadas, num padrão muito similar ao padrão observado nos primórdios dos folíolos. Em B. callistegioides, espécie que possui gavinhas simples, PHAN é expresso uniformemente por toda a gavinha, indicando que o domínio adaxial não foi corretamente estabelecido. Assim, as diferenças encontradas nos padrões de expressão do gene PHAN entre espécies com diferentes tipos de gavinhas em Bignonieae indica a existência de uma possível correlação entre a expressão do PHAN com a ramificação de gavinhas. Além disso, o padrão de expressão encontrado sugere que PHAN pode ter um papel importante no estabelecimento da polaridade em gavinhas e no surgimento dos vários tipos de gavinha encontrados na tribo. Além disso, o padrão de expressão do LFY/FLO em primórdios foliares nos levou a inferir que LFY/FLO pode ter um papel importante na separação de novos órgãos a partir de zonas meristemáticas. / Angiosperm leaves have undergone major functional and structural modifications over time, and currently exist in a wide diversity of forms, sizes, and arrangements. For example, in the tribe Bignonieae (Bignoniaceae), leaves are generally 2-3-foliolated, and the terminal leaflet is often modified into tendrils.These tendrils present varied morphologies (simple, bifid, trifid or multifid) and are thought to have been involved in the diversification of Bignonieae. Despite the importance of tendrils for climbing plants, little is still known about the biology of tendrils in the angiosperms. To date, no data is available on the genes that control tendrilled-leaf development in species other than pea (Pisum sativum). Even though KNOX1 genes control leaf development in the majority of compound-leaved angiosperms, in pea, KNOX1 is completely excluded from the leaf primordium and its development is regulated by LEAFY/FLORICAULA (LFY/FLO). This observation suggests that the development of other tendrilled-leaves might also be exclusively regulated by LFY/FLO as well. This study investigated the evolution and development of tendril types in Bignonieae in order to further understand how changes in leaf morphogenesis led to current patterns of variation in tendril morphology. We further analyzed the expression patterns of SHOOTMERISTEMLESS (STM, KNOX1 gene), PHANTASTICA (PHAN) and LFY/FLO during leaf development in three representatives of Bignonieae with different tendril types in order to better understand the structure, origin and genetic basis of leaf tendrils in this plant clade. Our results demonstrate that leaves in Bignonieae develop acropetally, as well as indicates that trifid tendrils are ancestral in the tribe, with the evolution of other tendril types involving heterochonic shifts in the leaf basic developmental pathway. Furthermore, transcripts of STM were detected in developing leaves, revealing that tendrilled leaves of Bignonieae develop differently from those of pea. The anatomical analysis revealed that tendrils are bilaterally symmetrical and present some characteristics that are similar to leaflets, further corroborating earlier suggestions that tendrils indeed represent modified leaflets. This observation was further reinforced by the expression pattern of PHAN (an adaxial identity gene), as PHAN transcripts were confined to the adaxial domain of the tendril primordia in branched-tendrilled species, in a pattern very similar to that observed in leaflet primordia. In B. callistegioides, a simple-tendrilled species, PHAN was expressed throughout the entire tendril, indicating a certain degree of disruption in the establishment of the adaxial domain. The differences encountered in the expression pattern of PHAN amongst species with different tendril types indicate a possible correlation of the expression of PHAN with tendril branching. Furthermore, it suggests an important role for PHAN in the establishment of tendril polarity and in the rise of the various tendril types encountered in Bignonieae. In addition, the pattern of expression of LFY/FLO in developing leaves has led us to infer that LFY/FLO may present an important role for the separation of new organs from meristematic zones.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The of more than an embryo per seed, known as polyembryony, and the asexual reproduction via seed, known as apomixis, are usually associated. The records and importance of these events have increased in the last decades both for the Angiosperms as a whole and for specific biomes, as the Cerrado, where sexual reproduction is predominant. Despite these records, information on the ecology of polyembryonic seeds is still lacking. In this scenario, we aimed to confirm polyembryony as an indicator of apomixes in woody species of Cerrado and, based on studies of embryo resource allocation, seed germination, emergency and seedling growth, try to define the advantages and disadvantages of polyembryony for the ecology of these species. Out of a 132 species sample, 30.30% presented polyembryony, although only 6.82% did have the percentage of polyembryonic seeds above 5% and were more readily associated with apomixes. Among the Melastomataceae, a characteristic Neotropical family very well represented in the Cerrado, 33.96% of the species presented polyembryony, which predominated in the tribe Miconieae. Both in the Cerrado as a whole and in the Melastomataceae in particular, the polyembryony was associated with apomixes, but in the later, the apomixes was less often associated to higher frequencies of polyembryony. More specific studies with species of Eriotheca (Malvaceae-Bombacoideae) showed mosaics of monoembryonic and polyembryonic populations in E. gracilipes and E. pubescens, with ecological differences between either types of population. Polyembryony did not affected markedly seed germinability and seedling emergence, but resulted in less homogeneous processes than the one found in monoembryonic seeds. Resource allocation studies showed that both embryo and seedling mass decreased with the number of embryos or seedling per seed. These differences reduced the survival ability of seedlings emerging from polyembryonic seeds but, on the other hand, increased the survival chances of at least one of the seedlings from these seeds (seed individual survival). In Handroanthus chrysotrichus (Bignoniaceae), some of the putative advantages of polyembryony, as allee effect and bet hedging could be experimentally evaluated. Polyembryony was clearly correlated with the occurrence of apomixis and the results presented here showed that both processes can be important factors for the persistence and distribution of plant species in the Cerrado Biome. / A ocorrência de mais de um embrião por semente, conhecida como poliembrionia, e a reprodução assexuada via semente, conhecida como apomixia, são processos comumente associados. Os registros e a importância destes eventos vêm aumentando nas últimas décadas, tanto entre as Angiospermas como um todo quanto em biomas como o Cerrado, reconhecido como um bioma onde a reprodução sexuada é predominante. Apesar destes registros, existem ainda poucas informações sobre a ecologia das sementes poliembriônicas. Nesse cenário, objetivou-se confirmar a poliembrionia como indicador de apomixia em espécies arbóreas e arbustivas de Cerrado e, a partir de estudos alocação de recursos entre embriões, de germinação de sementes, emergência e crescimento de plântulas, tentar definir quais são as vantagens e desvantagens da poliembrionia para a ecologia das espécies. De um total de 132 espécies amostradas, 30,30% apresentaram poliembrionia, embora somente 6,82% apresentem porcentagens de sementes poliembriônicas acima de 5% e sejam mais diretamente associadas a presença de apomixia. Entre as melastomatáceas, uma família característica dos Neotrópicos e muito bem representada no Cerrado, 33,96% das espécies apresentam poliembrionia, com predominância em espécies da tribo Miconieae. Nos dois grupos amostrados, a poliembrionia foi associada à espécies apomíticas, poliplóides e com amplo padrão de distribuição, mas entre as Melastomataceae, a apomixia nem sempre estava associada a freqüências altas de poliembrionia. Estudos mais específicos com espécies de Eriotheca (Malvaceae-Bombacoideae) mostraram a ocorrência de mosaicos de populações monoembriônicas e poliembriônicas em E. gracilipes e E. pubescens, com diferenças na ecologia dos diferentes tipos de populações. A poliembrionia afetou pouco a germinabilidade e emergência das sementes, mas produziu um processo menos homogêneo que aquele das sementes monoembriônicas. Os estudos de alocação mostraram que a massa dos embriões diminuiu com o número de embriões por semente, fator que se repetiu com a massa individual de cada plântula. Estas diferenças de alocação reduziram a capacidade de sobrevivência das plântulas de sementes poliembriônicas, mas de uma maneira geral, aumentaram as possibilidades de sobrevivência de alguma das plântulas destas sementes. Em Handroanthus chrysotrichus (Bignoniaceae) algumas das vantagens da poliembrionia como a ocorrência de allee effect e bet hedging puderam ser avaliadas experimentalmente. A poliembrionia foi fortemente correlacionada com a presença de apomixia e os resultados mostram que a presença de poliembrionia e apomixia podem ser fatores importantes para a persistência e distribuição de espécies no Bioma Cerrado. / Doutor em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais

Bibliography: leaves 135-145 / Climate Change poses a great risk to our future as species on Earth. The impacts thereof will have far reaching consequences on every aspect of our daily lives and ultimately on our ability to survive and thrive as humans. It is therefore important, particularly in urban areas where most of the human population live, for the investment of resources and expertise into mitigating these impacts and ensuring the resilience of urban areas. The urban forest provides climate change mitigation benefits for urban areas through carbon sequestration. In order to encourage investment and protection of the urban forest, this benefit must be quantified and afforded a monetary value. This study calculated the amount of carbon dioxide sequestrated by the Jacaranda mimosifolia street tree in the City of Tshwane and afforded this amount a monetary value in both South African Rands and American Dollars through the South African Carbon Tax Bill. This study followed the baseline study by Stoffberg (2006) looking at how much carbon dioxide had been sequestrated by the Jacaranda trees over the past 15 years post the baseline study and what monetary value do the trees now have through legislation that was not available during the baseline study. The study also observed the variables that may have affected the amount of carbon dioxide sequestrated by the trees. Although some areas saw a drop in the Total Carbon Dioxide Equivalent sequestrated since 2004, the total amount for the whole city remained stable. Through the Carbon Tax Bill, the value of these trees has increased significantly encouraging the municipality to invest in the maintenance and protection of the Jacaranda street trees in the City of Tshwane in order to preserve their carbon sequestration benefits / Environmental Sciences / M. Sc. (Environmental management)