Made available in DSpace on 2018-08-02T00:16:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10756_Tese Vinícius Novo Gama_final.pdf: 2273233 bytes, checksum: cdf5cf49bd7b0281d52620d0a5a1dbd2 (MD5) Previous issue date: 2017-03-03 / Os relatos contraditórios quanto às adaptações funcionais sob irradiância do pau-brasil (Paubrasilia echinata Lam.) podem ter relação com a divergência morfológica refletida por variações genéticas entre populações desta espécie. Este fato dificulta uma classificação precisa deste vegetal para propagação e manutenção de mudas, bem como reintrodução ex situ à floresta atlântica brasileira. Com o intuito de fornecer informações mais precisas para a conservação e promoção de manejos florestais mais adequados com P. echinata, o objetivo deste trabalho foi caracterizar as respostas morfofisiológicas e bioquímicas de três morfotipos de pau-brasil: o pequeno (SV small variant), médio (MV medium variant) e grande (LV large variant), em relação à irradiância. Em um primeiro trabalho realizaram-se medidas de crescimento, trocas gasosas, teores de compostos fenólicos, atividade de enzimas antioxidantes (CAT, APX, POD e PPO) e concentração de auxinas totais dos três morfotipos sob 100% e 15% de irradiância. Registrou-se que o metabolismo secundário, o processo antioxidativo, os parâmetros da fotossíntese e crescimento apontam o LV e o MV como variações morfológicas com tendências para plantas heliófilas. Diferentemente do SV que se apresentou tendente à umbrófila. Essa divergência adaptativa sob a alta irradiância entre os morfotipos de pau-brasil instigaram o desenvolvimento de um segundo trabalho, buscando avaliar os efeitos da suplementação da radiação UV-B incidente a um morfotipo heliófilo, o MV e um umbrófilo, o SV. Para isso, realizaram-se medidas de crescimento, fotossíntese, teores de compostos de absorção do UV, carboidratos estruturais e não estruturais, bem como quantificação de teores de peróxido de hidrogênio e malonaldeído (MDA). O efeito da UV-B mostrou-se positivo no MV, uma vez que melhorou sua eficiência fotoquímica e otimizou suas trocas gasosas e crescimento. A incidência de UV-B causou efeitos adaptativos em MV que se apresentou com alto grau de tolerância a essa radiação. Este fato pode ser explicado pelo comportamento heliófilo deste morfotipo, com tolerância a ambientes com prevalência de alta irradiância ricos em UV. Pro outro lado, a incidência da radiação estimulou efeitos fotoinibitórios no SV, que apresentou menor crescimento, menor taxa fotossintética e alta respiração. O aumento dos teores de peróxido de hidrogênio estimularam danos oxidativos em SV traduzidos visivelmente em áreas cloróticas foliares que evoluíram para necrose e abscisão foliar. Partindo de relatos de trabalhos florísticos já publicados quanto à incidência natural dos morfotipos de P. echinata, observa-se que o SV pode ser encontrado, predominantemente, em matas umbrófilas densas ou matas de tabuleiro com alto sombreamento; enquanto o MV e o LV podem ser encontrados em regiões com prevalência de matas mais abertas, com mais clareiras e maior irradiância. Conclui-se que as diferenças exibidas pelos três morfotipos de pau-brasil quanto à irradiância contrastante e à exposição da radiação ultravioleta-B (UV-B) apresentadas neste trabalho parecem refletir as condições preponderantes de seus centros de origem. Neste sentido, sugere-se a utilização do SV, com características umbrófilas, para recuperação de áreas de mata atlântica mais densa, com prevalência em regiões pluviais e litorâneas úmidas. Já quanto ao MV e ao LV, recomenda-se seus plantios em matas estacionais deciduais e semideciduais da floresta atlântica, com prevalência de clareiras e altas irradiâncias. Palavras-chave: Bioquímica vegetal luminosidade morfofisiologia vegetal pau-brasil ultravioleta-B.

Orientador: Anibal E. Vercesi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-10-31T18:34:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_AlexandreDiasTavares_D.pdf: 6816960 bytes, checksum: 6f7f3252583073e43f00bd13ef00f373 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O presente trabalho está dividido em duas partes: a reconstituição funcional de uma proteína desacopladora de Arabidopsis thaZiana e a medida da expressão e da atividade de uma proteína desacopladora em resposta a diversos estresses abióticos. A expressão do gene AtPUMPl em Saccharomyces cerevisae e Escherichia coZi permitiu a confirmação de que este gene realmente codifica uma proteína desacoplado~ capaz de dissipar energia do gradiente eletroquímico de Ir. Num ambiente termoneutro (28°C), células expressando a AtPUMPl cresceram mais lentamente que células controle, enquanto sob baixa temperatura (14 °C) a taxa de crescimento de ambas as células foi semelhante. Quando expressa em um sistema procariótico e reconstituída em vesículas lipídicas, a AtPUMPl mostrou características cinéticas semelhantes às descritas para as outras proteínas desacopladoras. O transporte de Ir foi induzido por diferentes ácidos graxos, de uma maneira dependente do tamanho da cadeia de carbonos e do número de insaturações na mesma. Este transporte de Ir foi inibido por nucleotídeos de purina, sendo que mudanças no pH do meio externo alteraram a afinidade da AtPUMPl por nucleotídeos. Através dos experimentos de reconstituição, verificamos que as constantes de afinidade e velocidade máxima de transporte (Km e V máx) são similares às obtidas para outras proteínas desacopladoras vegetais e também para as UCP2 e 3. A expressão e a atividade da proteína desacopladora também foi estudada em situações de estresse abiótico, como excesso de sal, temperatura baixa e atmosfera hiperoxigenada, situações que sabidamente geram estresse oxidativo. Em coleóptiles de milho, a expressão do mRNA para a proteína desacopladora aumenta durante o estresse salino e permanece inalterada durante o estresse por mo. Entretanto, a expressão da proteína e a disponibilidade de substratos aumentaram significativamente nos dois casos, sugerindo uma regulação pós-transcripcional para este gene. Observamos ainda que mitocôndrias isoladas de coleóptiles de milho submetidos a estresse salino e por frio possuem uma razão ADP/O diminuída, que retoma para níveis controle na presença de BSA ou GTP. Em situações de aumento intracelular de Ca2+, observamos também que ativadores da proteína desacopladora inibem a geração mitocondrial de EAOs e que seus inibidores aumentam esta geração. Considerando os resuhadqs aqui apresentados, podemos, portanto, concluir que a AtPUMPl é uma verdadeira proteína desacopladora, capaz de afetar o crescimento celular, induzindo um desacoplamento mediado por ácidos graxos e inibido por nucleotídeos de purina. É possível sugerir ainda que a proteína desacopladora desempenhe um papel importante em situações de estresse abiótico, diminuindo a geração mitocondrial de EAOs de fonna a proteger o organismo do estresse oxidativo resultante / Abstract: The present work is divided in two parts: the functional reconstitution of the Arabidopsis thaZiana uncoupling protein 1 (AtPUMPI) and the expression and activity of the uncoupling protein under several abiotic stresses. AtPUMPI expression in Saccharomyces cerevisae and Escherichia coZi allowed us to confirm that this gene codes for a true uncoupling protein, able to divert energy of the proton electrochemical gradient. In a thermoneutral environment (28°C), AtPUMPI expressing cells grew slower than control cells, while under low temperatures (14 °C) growth rates were similar. When expressed in a prokaryotic system and reconstituted in lipid vesicles, AtPUMPI showed similar biochemical patterns to those already described for other uncoupling proteins. Ir transport was induced by severa! fatty acids and was dependent on the length and insaturations of the alkyl chain of the substrates. Pmine nucleotides were able to inhibit this proton transport, while changes in external pH alter AtPUMPl affinity for the nucleotides. Reconstitution experiments helped us to determine the Km and the Vmax for AtPUMPl. The values are within the physiologicallevels and very similar to those already obtained for other uncoupling proteins. We also studied the expression and activity of the uncoupling protein under situations of abiotic stresses, such as salinity, low temperature (chilling) and hyperoxygenated atmosphere. These situations are known to generate an oxidative stress. In maize coleoptiles, ZmPUMP mRNA expression increases under salt stress and does not change under chilling. However, protein expression and availability of substrates increased significantly on both situations, suggesting a post - transcriptional regulation for this gene. Moreover, mitochondria isolated ftom salt and cold stressed maize coleoptiles showed smaller ADP/O ratio, which returns to controllevels in the presence of BSA or GTP. In tomatoes submmited to a hyperoxygenated atmosphere, PUMP concentration and AOX activity patterns were similar to those already described for post-harvest ripening. However, preliminary experiments show increase in lipid peroxidation, resulting in a release of ftee fàtty acids, and consequent AOX inhibition and PUMP activation, even with a decrease in PUMP protein contento Under situations ofhigh intracellular Ca2+, we are able to observe also that uncoupling protein activators inhibit the mitochondrial generation of Reactive Oxygen Species (ROS) and that its inhibitors increased this generation. Considering all the above results, we ean conelude that AtPUMPI is a true uneoupling protein able to influenee eell growth through an uncoupling mechanism mediated by fatty aeids and inhibited by purine nucleotides. It is also possible to suggest that plant uneoupling proteins have a signifieant role under abiotic stress situations, decreasing mitoehondrial ROS generation and thus proteeting the tissue ttom the resulting oxidative stress / Doutorado / Ciencias Biomedicas / Doutor em Ciências Médicas

Orientador: Ulf Friedrich Schuchardt / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T09:50:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_FlavioTeixeirada_D.pdf: 3825168 bytes, checksum: 770c011aed184ca12ee4b03db1374478 (MD5) Previous issue date: 1995 / Doutorado

O tema central deste trabalho envolve o estudo de um possível entrosamento morfologia-química nas plantas. Um resumo dos tópicos básicos sobre a evolução da vida, passando da evolução química à evolução bioquímica até a evolução micromolecular, tenta situar o metabolismo especial (secundário) em um contexto geral de mudanças e tendências. Para conectar as informações sobre evolução angiospérmica a esses conceitos fundamentais, utiliza-se uma metodologia que permite a coleta e codificação dos dados, contagem do número de ocorrências, cálculo de índices de oxidação para substâncias e de herbacidade em nível de família, além da construção de perfis micromoleculares, de diferentes classes de metabólitos especiais. Verificado serem os polifenóis do tipo gálico, proantocianidínico e caféico os metabólitos que caracterizam com maior generalidade as angiospermas, são descritos seus diferentes tipos estruturais, e os sistemas gráficos utilizados para inseri-los em alguns contextos evolutivos. Diversas correlações foram necessárias para tentar encontrar um elo entre os dois tipos de características, morfologia e química. Quanto à morfologia, três padrões foram utilizados: o tipo do hábito, representado pelo índice de herbacidade; a circunscrição de grupos angiospérmicos, indicado pelas subclasses Magnoliidae sensu lato, Rosidae sensu lato e Asteridae e a idade de surgimento de famílias de plantas floríferas, através de dados de datação de pólens fósseis. Quanto à química, a escolha conduziu aos polifenóis do tipo gálico, proantocianidíco e caféico. Significativas correlações positivas ocorreram entre todas as três tendências evolutivas morfológicas (indicadas pelo aumento da herbacidade, pela transição Magnoliidae sensu lato, Rosidae sensu lato e Asteridae e pela diminuição da idade das famílias) e a inibição do acúmulo de gaIatos e de proantocianidinas em diferentes níveis hierárquicos. De maneira inversa ocorreu a evolução de cafeoiltaninos, mais abundantes nos grupos mais evoluídos. Comparações entre esses polifenóis e outras classes micromoleculares, sugerem que o poder antioxidante de galotaninos e proantocianidinas reduz a variabilidade das outras classes de metabólitos. Conclui-se assim, que o entrosamento morfologia-química em angiospermas é devido à tendência de deslignificação. Essa tendência não apenas tem consequências evidentes com respeito ao hábito das plantas, mas também influencia vários passos do caminho biossintético do ácido chiquímico na produção de metabólitos especiais. Dois são os pontos críticos dessa via: um se refere a atividade da fenilalanina amônialiase (PAL), ativada pelo ácido gálico e inibida pelo ácido caféico, e outro se refere a atividade dos sistemas enzimáticos envolvidos na lignificação, cuja desativação resulta no acúmulo do ácido caféico. / The central topic of this work involves the study of possible morphologicaI and chemical correlations in plants. A summary of the basic subjects about the evolution of life, from chemical through biochemical up to micromolecular aspects, tries to situate special (secondary) metabolism in a general context of changes and trends. In order to make a connection between the information concerning angiosperm evoIution and those fundamental concepts, an appropriate methodology was used. This methodology made it possible to collect and to codify the data, to count the number of occurrences, and to calculate the oxidation indices for the substances, as well as to deduce, for angiosperm families, the herbacity indices and the micromoIecuIar profiles of different classes of special metabolites. After having verified that polyphenols of the gallic, proanthocyanidinic, and caffeic types are the metabolites which characterize the angiosperms in a more general way, their different structural types were considered, and graphic systems were used to insert them in some evolutionary contexts. Several correlations were tested in order to find a link between morphological and chemical characteristics. As far as morphology is concerned, three patterns were used: the type of habit, represented by the herbacity index; the circumscription of angiospermic groups, represented by the subclasses Magnoliidae sensu lato, Rosidae sensu lato and Asteridae, and the time that families of flowering plants appeared, indicated by the age of fossil pollens. As to chemistry, the polyphenols of the gallic, proanthocyanidinic and caffeic types were chosen. Significant positive correlations were observed to occur among the three morphological evolutionary trends (indicated by a decrease of lignosity, by the transition from Magnoliidae sensu lato through Rosidae sensu lato towars Asteridae, and by reduction of the ages of families), and the inhibition gallate and of proanthocyanidin accumulation on different hierarchic ranks. The evolution of caffeoyltannins occurred in the opposite way; they are accumulated preferentially in more higly envolved groups. Comparisons between these polyphenols and other micromolecular classes suggest that the antioxidant potency of gallotannins and proanthocyanidins decreases the variability of other classes of metabolites. Hence it is concluded that the morphological and chemical correlation in plant is due to their trend towards delignification. This trend does not result in the evident consequences with respect to plant habit, but also exerts an influence on several steps of the shikimic acid pathway for the biosynthesis of special metabolites. Two crucial steps of this route involve the activity of phenylalanine ammonia-lyase (PAL) enhanced by gallic acid and inhibited by caffeic acid, and the activity of the enzyme systems associated with lignification, the inhibition of which results in accumulation of caffeic acid.

GARANTIZADO, F. E. A. Caracterização da família multigênica da proteína desacopladora de plantas (pUCP) e regulação da expressão gênica sob diferentes condições de estresses abióticos em Vigna unguiculata (L.) Walp. 2012. 152 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2015-01-22T20:36:03Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_feagarantizado.pdf: 1868479 bytes, checksum: bd2f77d349cdf7e3f758d725ec4fc1fa (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-02-12T15:58:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_feagarantizado.pdf: 1868479 bytes, checksum: bd2f77d349cdf7e3f758d725ec4fc1fa (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-12T15:58:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_feagarantizado.pdf: 1868479 bytes, checksum: bd2f77d349cdf7e3f758d725ec4fc1fa (MD5) Previous issue date: 2012 / The plant uncoupling proteins (pUCP) are located in the inner mitochondrial membrane and facilitate the proton translocation across the intermembrane space into the mitochondrial matrix, deflecting the passage of H + by F1-ATPase activity, thus affecting the efficiency of oxidative phosphorylation, i.e decreasing the synthesis of ATP coupled to the operation of the electron transport chain. Therefore, these proteins are responsible for dissipating the electrochemical gradient of H+, generated by respiration, releasing heat to the environment. These proteins belong to family of carriers Mitochondrial Anion (FCAM) and are encoded by multigene families. Their function is not yet fully elucidated, but the literature suggests involvement in adapting to biotic and abiotic stresses and cell protection by avoiding the production of reactive oxygen species (ROS). Their participation in adaptive thermogenesis is unclear. The aim of this work was to characterize the multigene family of pUCP in Vigna unguiculata (L.) Walp and your regulation through gene expression in response to different abiotic stresses. Vigna unguiculata seeds were germinated on paper imbibed water in the dark. Three days after germination the seedlings were transferred to Hoagland solution for 3 days before application of stress. Roots and leaves were collected at 0, 6, 12 and 24 hours after addition of the respective 100 mM NaCl, 200.67 g / L PEG, 10 mM H2O2 and 5 mM salicylic acid to characterize the profile of multigene family expression of genes for pUCP by semiquantitative RT-PCR and real-time PCR (qPCR). Specific primers were designed based on the sequences of cDNA / gene identified in pUCPs Vigna unguiculata using the PerlPrimer tool. Amplification of cDNA of actin was used to normalize the data for RT-PCR semi-quantitative and three constitutive genes were used to normalize the data of qPCR: 2 to actin gene (actin 4 and 5) and a gene for factor alogament 1-α (EF1α). In silico analysis revealed that in Fabales order pUCP is encoded by at least six pUCPs genes presenting a duplication of the gene type 1 (1a, 1b) and a pUCP6 gene deletion. The multigene family of pUCP, consisting of six genes was then identified in Vigna unguiculata (VuUCP1a, VuUCP1b, VuUCP2, VuUCP3, VuUCP4 and VuUCP5). The alignment of amino acid and nucleotide sequences of the species of Fabales order including Vigna unguiculata, revealed three xv. conserved sequences called signal Energy Transfer Protein (SPTE), and four domains (or regions or sites) existence of specific true pUCPs in Vigna unguiculata. VuUCP1a gene was constitutively expressed in leaves and roots, contrasting with VuUCP1b, whose expression was modulated in a stress and tissue-dependent manner. The VuUCP1b expression increased in response to all treatments (PEG, NaCl, H2O2 and salicylic acid) in roots, whereas the expression in leaves did not increase in response to NaCl. VuUCP2 expression was inhibited in response to PEG in leaves. VuUCP4 showed constitutive expression in response to stresses in both tissues, while VuUCP3 and VuUCP5 showed induction of expression by various stresses depending on the tissue type. The identification of the multigene family of pUCPs in Vigna unguiculata and its gene expression profile in different tissues and stress conditions highlights a possible role of this protein in the adjustment of plants to environmental stresses. / As proteínas desacopladoras de planta (pUCP) estão localizadas na membrana mitocondrial interna e facilitam o transporte de prótons do espaço intermembranar para a matriz mitocondrial, desviando a passagem de H+ através da F1-ATPase, afetando assim a eficiência da fosforilação oxidativa, isto é, diminuindo a síntese de ATP acoplada ao funcionamento da cadeia transportadora de elétrons. Portanto, essas proteínas são responsáveis pela dissipação do gradiente eletroquímico de H+, gerado pela respiração, liberando calor para o ambiente. Tais proteínas pertencem a Família de Carreadores de Ânions Mitocondriais (FCAM) e são codificadas por famílias multigênicas. Sua função ainda não está completamente elucidada, mas a literatura sugere participação na adaptação a situações de estresses bióticos e abióticos e na proteção da célula evitando a produção de espécies reativas do oxigênio (EROs). Sua participação na termogênese adaptativa é questionável. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar a família multigênica da pUCP em Vigna unguiculata (L.) Walp bem como sua regulação através da expressão gênica em resposta a diferentes estresses abióticos. Sementes de Vigna unguiculata foram germinadas em papel umedecido com água, no escuro e após 3 dias as plântulas foram transferidas para solução de Hoagland durante 3 dias antes da aplicação dos estresses. As raizes e as folhas foram coletadas com 0, 6, 12 e 24 horas, após respectivas adições de NaCl 100 mM, PEG 200,67 g/L, H2O2 10 mM e ácido salicílico 5 mM, para caracterizar a família multigênica e o perfil de expressão dos genes da pUCP por RT- PCR semiquantitativa e por PCR em tempo real (qPCR). Primers específicos foram desenhados com base nas sequências de cDNAs/genes de pUCPs identificadas em Vigna unguiculata usando a ferramenta PerlPrimer. A amplificação do cDNA da actina foi usada para a normalização dos dados de RT-PCR semi-quantitativa e três genes constitutivos foram usados na normalização dos dados da qPCR: 2 genes para actina (actinas 4 e 5) e 1 gene para o fator de alogamento 1-α (EF1α). Análise in silico revelou que a pUCP na ordem Fabales é codificada por pelo menos seis genes com duplicação do gene pUCP do tipo 1 (1a e 1b) e deleção do gene pUCP6. A família multigênica da pUCP, constituída de 6 genes, então foi identificada em Vigna unguiculata (VuUCP1a, VuUCP1b, VuUCP2, VuUCP3, VuUCP4 e VuUCP5 ). O alinhamento de sequências nucleotídicas e de aminoácidos das xiii. espécies da ordem Fabales incluindo as de Vigna unguiculata, revelou 3 sequências conservadas denominadas Sinal Protéico de Transferência de Energia (SPTE), além de 4 domínios específicos que caracterizam existência de pUCPs verdadeiras em Vigna unguiculata. O gene VuUCP1a foi expresso constitutivamente em folhas e raízes, contrastando com VuUCP1b, cuja expressão foi modulada em função dos estresses e de tecidos. Em raízes a expressão do VuUCP1b aumentou em resposta a todos os tratamentos (PEG, NaCl, H2O2 e ácido salicílico) enquanto que em folhas a expressão não aumentou em reposta ao NaCl. VuUCP2 teve a expressão inibida em resposta ao PEG em folhas. VuUCP4 apresentou expressão constitutiva em resposta aos estresses em ambos os tecidos, enquanto que VuUCP3 e VuUCP5 apresentaram indução de expressão por vários estresses dependente do tecido. A identificação da família multigênica das pUCPs em Vigna unguiculata e seu perfil de expressão gênica diferencial, em função do estresse aplicado e do tecido estudado, põe em evidência um possível papel dessa proteína nos mecanismos de ajustamento das plantas aos estresses ambientais.

O tema central deste trabalho envolve o estudo de um possível entrosamento morfologia-química nas plantas. Um resumo dos tópicos básicos sobre a evolução da vida, passando da evolução química à evolução bioquímica até a evolução micromolecular, tenta situar o metabolismo especial (secundário) em um contexto geral de mudanças e tendências. Para conectar as informações sobre evolução angiospérmica a esses conceitos fundamentais, utiliza-se uma metodologia que permite a coleta e codificação dos dados, contagem do número de ocorrências, cálculo de índices de oxidação para substâncias e de herbacidade em nível de família, além da construção de perfis micromoleculares, de diferentes classes de metabólitos especiais. Verificado serem os polifenóis do tipo gálico, proantocianidínico e caféico os metabólitos que caracterizam com maior generalidade as angiospermas, são descritos seus diferentes tipos estruturais, e os sistemas gráficos utilizados para inseri-los em alguns contextos evolutivos. Diversas correlações foram necessárias para tentar encontrar um elo entre os dois tipos de características, morfologia e química. Quanto à morfologia, três padrões foram utilizados: o tipo do hábito, representado pelo índice de herbacidade; a circunscrição de grupos angiospérmicos, indicado pelas subclasses Magnoliidae sensu lato, Rosidae sensu lato e Asteridae e a idade de surgimento de famílias de plantas floríferas, através de dados de datação de pólens fósseis. Quanto à química, a escolha conduziu aos polifenóis do tipo gálico, proantocianidíco e caféico. Significativas correlações positivas ocorreram entre todas as três tendências evolutivas morfológicas (indicadas pelo aumento da herbacidade, pela transição Magnoliidae sensu lato, Rosidae sensu lato e Asteridae e pela diminuição da idade das famílias) e a inibição do acúmulo de gaIatos e de proantocianidinas em diferentes níveis hierárquicos. De maneira inversa ocorreu a evolução de cafeoiltaninos, mais abundantes nos grupos mais evoluídos. Comparações entre esses polifenóis e outras classes micromoleculares, sugerem que o poder antioxidante de galotaninos e proantocianidinas reduz a variabilidade das outras classes de metabólitos. Conclui-se assim, que o entrosamento morfologia-química em angiospermas é devido à tendência de deslignificação. Essa tendência não apenas tem consequências evidentes com respeito ao hábito das plantas, mas também influencia vários passos do caminho biossintético do ácido chiquímico na produção de metabólitos especiais. Dois são os pontos críticos dessa via: um se refere a atividade da fenilalanina amônialiase (PAL), ativada pelo ácido gálico e inibida pelo ácido caféico, e outro se refere a atividade dos sistemas enzimáticos envolvidos na lignificação, cuja desativação resulta no acúmulo do ácido caféico. / The central topic of this work involves the study of possible morphologicaI and chemical correlations in plants. A summary of the basic subjects about the evolution of life, from chemical through biochemical up to micromolecular aspects, tries to situate special (secondary) metabolism in a general context of changes and trends. In order to make a connection between the information concerning angiosperm evoIution and those fundamental concepts, an appropriate methodology was used. This methodology made it possible to collect and to codify the data, to count the number of occurrences, and to calculate the oxidation indices for the substances, as well as to deduce, for angiosperm families, the herbacity indices and the micromoIecuIar profiles of different classes of special metabolites. After having verified that polyphenols of the gallic, proanthocyanidinic, and caffeic types are the metabolites which characterize the angiosperms in a more general way, their different structural types were considered, and graphic systems were used to insert them in some evolutionary contexts. Several correlations were tested in order to find a link between morphological and chemical characteristics. As far as morphology is concerned, three patterns were used: the type of habit, represented by the herbacity index; the circumscription of angiospermic groups, represented by the subclasses Magnoliidae sensu lato, Rosidae sensu lato and Asteridae, and the time that families of flowering plants appeared, indicated by the age of fossil pollens. As to chemistry, the polyphenols of the gallic, proanthocyanidinic and caffeic types were chosen. Significant positive correlations were observed to occur among the three morphological evolutionary trends (indicated by a decrease of lignosity, by the transition from Magnoliidae sensu lato through Rosidae sensu lato towars Asteridae, and by reduction of the ages of families), and the inhibition gallate and of proanthocyanidin accumulation on different hierarchic ranks. The evolution of caffeoyltannins occurred in the opposite way; they are accumulated preferentially in more higly envolved groups. Comparisons between these polyphenols and other micromolecular classes suggest that the antioxidant potency of gallotannins and proanthocyanidins decreases the variability of other classes of metabolites. Hence it is concluded that the morphological and chemical correlation in plant is due to their trend towards delignification. This trend does not result in the evident consequences with respect to plant habit, but also exerts an influence on several steps of the shikimic acid pathway for the biosynthesis of special metabolites. Two crucial steps of this route involve the activity of phenylalanine ammonia-lyase (PAL) enhanced by gallic acid and inhibited by caffeic acid, and the activity of the enzyme systems associated with lignification, the inhibition of which results in accumulation of caffeic acid.

A salinização dos solos é um dos principais fatores que limita a produtividade mundial. Diversos estudos têm sido realizados para selecionar genótipos mais resistentes. Assim, este trabalho objetivou estudar a fisiologia e a bioquímica das plântulas de bananeira das variedades Maçã e Nanica submetidas ao estresse salino em cultivo hidropônico. 120 plântulas de cada variedade foram fixadas em placas de isopor e colocadas para flutuar sobre 5 litros da solução nutritiva de Hoagland diluída em 10 partes e submetidas aos tratamentos: controle; 25; 50 e 75 mM de NaCl. Mensalmente, durante 60 dias, 60 plântulas de cada variedade tiveram os caracteres fisiológicos altura, número de folhas, comprimento das raízes e taxa de sobrevivência avaliados. Para a avaliação bioquímica, foram calculados os conteúdos de proteínas solúveis totais, aminoácidos livres totais e açúcares solúveis totais nas folhas e nas raízes de 8 plântulas de cada variedade. Os resultados mostraram que o sal induz um efeito prejudicial no crescimento e desenvolvimento das plântulas em todos os caracteres fisiológicos avaliados; que há um incremento no conteúdo dos diversos osmólitos e que a variedade Maçã parece ser mais susceptível aos efeitos prejudiciais do sal. / Soil salinity is one of the main factors that limits world productivity. Different studies have being realized to select more resistant genotypes. Therefore, this work objectified to study the physiology and biochemistry of two banana plantlets varieties Maçã and Nanica submitted to salt stress on the hydroponics culture. 120 plantlets of each variety were fixed in styrofoam plates and placed to fluctuate above 5 liters of Hoagland nutritive solution dilute thin in 10 parts and submitted to the following treatments: control; 25; 50 and 75 mM NaCl. Monthly, during 60 days, 60 plantlets of each variety had the physiological characters height; leaves number; roots length and surviving tax evaluated. For biochemistry evaluation, total soluble protein; total free amino acids and total soluble sugars contents were estimated in leaves and roots of 8 plantlets of each variety. The results showed that the salt has a damage effect on the growing and developing of the plantlets in all of the physiological characters evaluated; there is an increase on osmolytes content and the Maçã variety seems to be more susceptible to the damage effect of the salt.

O enfezamento vermelho do milho, causado por um fitoplasma, é uma das mais importantes doenças da cultura. Os danos ocasionados são relevantes, resultando em perdas econômicas significativas. Aspectos relacionados à interação milho-fitoplasma têm sido pouco investigados e, por consequência, são escassas as informações sobre alterações fisiológicas e bioquímicas que ocorrem no hospedeiro. O objetivo do presente trabalho foi justamente estudar as alterações bioquímicas que ocorrem em plantas de milho infectadas pelo agente causal do enfezamento vermelho. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas. Na primeira, foram determinadas as alterações no conteúdo de proteínas e fenóis e na atividade das enzimas ß-1,3 glucanase e quitinase em nove híbridos comerciais de milho, experimentalmente inoculados com o fitoplasma. Na segunda etapa, dentre os nove híbridos, foram selecionados o mais resistente e o mais suscetível, sendo feita avaliação das alterações de proteínas, fenóis, clorofilas, açúcares redutores, peroxidase, ß-1,3 glucanase e quitinase em plantas infectadas pelo fitoplasma. Os ensaios foram conduzidos em casas teladas, sendo as plantas inoculadas aos 10 dias após a semeadura, através de 7-10 insetos infectivos da cigarrinha Dalbulus maidis por planta. A partir do aparecimento dos sintomas, amostras de folhas foram analisadas periodicamente para as determinações dos parâmetros bioquímicos. Para os nove híbridos, foi demonstrado um aumento médio de 20% no teor de proteínas, 90% de fenóis, 140% de quitinase e de 160% de ß-1,3 glucanase, em plantas inoculadas. Nos ensaios com os híbridos resistente e suscetível inoculados, os resultados mostraram que houve um aumento em todos os parâmetros bioquímicos avaliados, exceção feita à clorofila, cujo teor foi reduzido em função da infecção pelo patógeno. De modo geral, os valores obtidos para os diferentes parâmetros foram mais elevados no híbrido suscetível quando comparados ao híbrido resistente. O aumento das concentrações de proteínas, açúcares redutores e fenóis em plantas inoculadas revela alteração nos processos metabólicos do hospedeiro decorrentes da infecção pelo patógeno. Alterações nas atividades enzimáticas parecem fazer parte de uma resposta inespecífica de defesa. A redução na quantidade de clorofila total indica que o fitoplasma pode interferir no mecanismo fotossintético, podendo levar ao aceleramento do processo de senescência foliar. / Maize bushy stunt , caused by a phytoplasma, is an important disease of corn crop. The damages are relevant, resulting in significant economic losses. Aspects related to corn-phytoplasma interaction has been little investigated and consequently information about physiological and biochemical alterations that occur in the host are rare. Thus, the objective of the present work was to study biochemical alterations that occur in corn plants infected by the maize bushy stunt phytoplasma. The work was carried out on two steps. First, using 9 commercial hybrids, alterations in the levels of protein and phenol and in the activities of the enzymes b-1,3 glucanase and chitinase, in plants inoculated with the phytoplasma were determinated. In the second step, among the 9 hybrids the most resistant and the most susceptible one was selected and changes in protein, phenol, clorophyl, reducing sugar, peroxidase, b-1,3 glucanase and chitinase in infected plants. were evaluated. The experiments were carried out inside greenhouse, and the corn plants were inoculated by using infective Dalbulus maidis leafhoppers 10 days after seeding. When symptoms started to appear, leaf samples were harvested at different times for the biochemical analyses. It was shown an average increase of 20% in protein and 90% in phenol content and increases around 140% and 160% in the activities of chitinases and b-1,3-glucanases, respectively, in all 9 hybrids tested. When only the most susceptible and resistant hybrids were inoculated, the results showed an increase in all biochemical parameters evaluated, with exception for the chlorophyll content that decreased. In a general way, the values observed for the compounds and enzyme activities were higher in the susceptible hybrid when compared to the resistant one. The increases in protein, reducing sugar and phenol contents in inoculated plants point out changes in host metabolism due to the phytoplasma. The changes in enzyme activity seems to be an unspecific response of the plant to the pathogen and the reduction in chlorophyll content shows that the phytoplasma can interfere in photosynthesis and perhaps speedy senescence in the leaf tissue.

Araucaria angustifolia é a única conífera nativa com importância econômica no Brasil. A espécie está incluída na lista oficial de espécies de plantas ameaçadas de extinção. A embriogênese somática é considerada como uma das ferramentas biotecnológicas mais promissoras na área de biotecnologia de plantas. A identificação de marcadores, que possam ser utilizados, para a seleção de genótipos aptos ao desenvolvimento do embrião somático é altamente desejável, uma vez que o desenvolvimento apropriado do embrião somático é extremamente dependente do genótipo. O presente trabalho teve como objetivo estudar e identificar marcadores bioquímicos e moleculares associados à competência para embriogênese somática em A. angustifolia. Culturas embriogênicas de genótipos com diferentes potenciais embriogênicos apresentaram diferenças nos parâmetros bioquímicos e moleculares avaliados (Poliaminas, expressão dos genes AaSERK1 e AaPP2C, proteoma). O presente trabalho propõe a utilização destes parâmetros como possíveis marcadores do potencial embriogênico no sistema A. angustifolia. / The Araucaria angustifolia is the only native conifer species with economical importance in Brazil. Recently, the species was included in the official list of endangered plant species. Somatic embryogenesis, i.e., in vitro asexual production of embryos is considered one of the most promising biotechnological tools in the area of plant biotechnology. Since the development of somatic embryos is dependent of the genotype, the identification of markers that could be used in the selection of genotypes which can develop somatic embryos is highly desirable. The main objective of the present work is to study and identify biochemical and molecular markers associated with competence for somatic embryogenesis in A. angustifolia. The evaluation of biochemical and molecular aspects (Polyamines, AaSERK1 and AaPP2C gene expression and proteome) indicated differences between embryogenic cultures of genotypes with different embryogenic potential. This work proposes the utilization of these parameters as possible markers of embryogenic potential in the system A. angustifolia.

A biomassa vegetal, seja como produto de interesse econômico ou do ponto de vista ecológico, é estritamente dependente do processo fotossintético. O advento das técnicas de biologia molecular e transformação genética de plantas trouxe boas perspectivas para a alteração do processo fotossintético, já que pouco foi conseguido com o melhoramento vegetal tradicional. Modificações genéticas nos LHCs (estruturas responsáveis pela captação e transferência da energia luminosa) mostram-se promissoras. Plantas transgênicas de tabaco (Nicotiana tabacum, L.) que expressam o gene quimérico Lhcb1*2 de ervilha têm sido estudadas por apresentarem uma série de alterações no metabolismo fotossintético, além de um ganho genético em relação à planta selvagem original. Vários autores observaram mudanças morfológicas, fisiológicas, bioquímicas e adaptativas que favorecem estas plantas em diversas condições de cultivo. Diversos experimentos foram realizados no intuito de melhor caracterizar as plantas transformadas com o gene Lhcb1*2 de ervilha. O potencial produtivo foi avaliado através da análise de crescimento e produção de massa seca. O metabolismo fotossintético foi analisado através de medidas de assimilação de CO2, fluorescência da clorofila a, metabólitos do ciclo de Calvin-Benson, glicólise e ciclo de Krebs, carboidratos (amido e sacarose) e aminoácidos. Os resultados obtidos mostram uma redução da taxa de fotorrespiração pelas plantas transgênicas. Esta redução promoveu o aumento do período de crescimento vegetativo e produção de biomassa, à semelhança do que ocorre em plantas cultivadas sob baixa pressão de oxigênio (5%) ou alto CO2. Entretanto, ao contrário do que ocorre nessas condições, a produção de sementes e o peso nas linhagens transgênicas não foram reduzidos. / Plant biomass, seen either from the economic or the ecological points of view, is highly dependent upon photosynthesys. The development of molecular biology and genetic engineering techniques brought great perspectives for the improvement of the photosynthetic process, since few progress had been achieved with traditional plant breeding. Genetic alteration of the LHCs (structures responsible for the capture and distribution of radiant energy) seems promising. Transgenic tobacco plants (Nicotiana tabacum, L.) over expressing the pea Lhcb1*2 gene have been studied. They present several alterations in the photosynthetic metabolism which lead to a genetic improvement of them in relation to the original plant. Many authors observed morphological, physiological, biochemical and adaptative changes which were benefical to these plants to diverse growing conditions. Several experiments were carried out in order to better characterize these transgenic tobacco lines. The potential for production was evaluated, via dry wight and growth rate. The photosynthetic metabolism was analyzed through CO2 assimilation, chlorophyll fluorescence, metabolites of the Calvin-Benson, glycolysis and Krebs cycles, carbohydrates (starch and sucrose) contents and amino acids. The results obtained show a reduction in photorespiration rate in the transgenic plants. Such reduction lead to on extension of the plant growing period and on enlargment of the biomass, similar to what occurs in plants growing under low O2 (5%) or high CO2 conditions. However, in contrast to what normally happens under these conditions, dry weight and seed production were not reduced in the transgenic lines.