ARAGÃO, Theresa Christine Filgueiras Russo. Danos oxidativos e o envelhecimento de sementes de feijão Caupi. 2007. 143 f. Tese (Doutorado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2007. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-28T16:01:17Z No. of bitstreams: 1 2007_tese_tcfraragao.pdf: 2017147 bytes, checksum: bb55db2b9161858e82e3c40141a1cb97 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T14:43:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_tese_tcfraragao.pdf: 2017147 bytes, checksum: bb55db2b9161858e82e3c40141a1cb97 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T14:43:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_tese_tcfraragao.pdf: 2017147 bytes, checksum: bb55db2b9161858e82e3c40141a1cb97 (MD5) Previous issue date: 2007 / The present study was carried out to elucidate the relationship between seed ageing and oxidative damage in two cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) cultivars, namely Pitiúba and Pérola.The seeds were articially aged at 45 ºC and 99% relative humidity until 72 h and daily harvested. Seed germination, electrolyte leakage, lipid and protein oxidation were evaluated. Moreover, changes in superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT) activity as their isoform pattern and CAT and APX mRNA expression were also investigated. Only in Pérola seeds germinability was decreased whereas electrolyte leakage was increased with artificial ageing, indicating membrane damage. Moreover, Pérola seeds presented higher lipid and protein oxidative damage than the Pitiúba ones. Total SOD activity was not altered by the treatment in both cultivars. Zymogram analysis reveled five different isoforms, designated SOD1 to SOD5 according to the eletrophoretic migration. No significant difference in the SOD isoenzyme pattern up to 72 h were detected. Specific inhibition with peroxide and cyanide showed SOD1 and SOD2 as SOD-Mn and SOD3, SOD4 and SOD5 as SOD-Cu/Zn isoforms. It was verified a cross-talk between CAT and APX activities through artificial ageing. At 72 h of treatment, CAT mRNA expression and activity increased in Pitiúba seeds and decreased in the Pérola ones. Conversely, APX mRNA expression and activity showed an opposite pattern in the studied cultivars. Imunoblot analysis demostrated that no significant changes in CAT content were verified in Pérola and Pitiúba seeds during induced aging. Thus, the CAT turnover did not necessarily involve coordinated mRNA synthesis, protein synthesis and protein degradation. In conclusion, lipid and protein oxidative damage were narrowly involved in seed aging in cowpea. Pitiúba seeds were more resistant to age-induced oxidative damage than that of Pérola. Pitiúba seed resistance against aging were related to induced CAT expression and its activity, suggesting that this enzime play a role in oxidative damage protection. / O presente estudo foi desenvolvido na intenção de elucidar a relação entre o envelhecimento de sementes e danos oxidativos em duas cultivares contrastantes de caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.), denominadas Pitiúba e Pérola. As sementes foram artificialmente envelhecidas a 45 ºC e 99% de umidade relativa até 72 h e coletadas diariamente. Germinação de sementes, vazamento de eletrólitos, oxidação de lipídios e proteínas foram avaliados. Além disso, alterações em atividade de enzimas como dismutase de superóxido (SOD), peroxidase de ascorbato (APX) e catalase (CAT) assim como o padrão de suas isoformas e expressão de RNAm de CAT e APX também foram investigados. Somente em sementes de Pérola decresceu a germinabilidade enquanto que aumentou significativamente o vazamento de eletrólitos com o envelhecimento artificial, indicando danos de membrana. Além disso, sementes de Pérola apresentaram maiores danos oxidativos em lipídios e proteínas do que sementes de Pitiúba. A atividade total da SOD não foi alterada durante o tratamento de sementes em ambas cultivares. Análise de zimograma revelou cinco diferentes isoformas, designadas SOD1 a SOD5 de acordo com a migração eletroforética. Não houve diferença significativa no padrão isoenzimático de SOD durante as 72 h de tratamento. Inibição específica com peróxido de hidrogênio e cianeto revelou as isoformas SOD1 e SOD2 como SOD-Mn e SOD3, SOD4 e SOD5 com SOD Cu/Zn. Foi verificado um “cross-talk” entre as atividades de CAT e APX durante o envelhecimento artificial. As 72 h de tratamento, a expressão de RNAm de CAT e sua atividade aumentaram em Pitiúba e diminuíram em sementes de Pérola. A expressão e a atividade de APX demonstrou um padrão oposto nas cultivares estudadas. Análise de imunoblot demonstrou que não houve alterações significativas no conteúdo de CAT em ambas as cultivares durante a indução do envelhecimento. Desse modo, o turnover de CAT não envolve necessariamente a síntese coordenada de RNAm, síntese de proteína e degradação de proteína. Em conclusão, danos oxidativos em lipídios e proteínas estão estreitamente envolvidos no envelhecimento de sementes de caupi. Sementes de Pitiúba são mais resistentes aos danos oxidativos induzidos por envelhecimento do que sementes de Pérola. A resistência de sementes de Pitiúba contra o envelhecimento parece estar relacionada à indução da expressão e atividade de CAT, sugerindo que esta enzima realiza uma função protetora contra danos oxidativos.

MASCENA, Aldênia Mendes. Diagnóstico da ocorrência de micro-organismos simbiontes em áreas sob processo de desertificação no município de Irauçuba, Ceará. 2014. 85 f. Tese (Doutorado em Solos e Nutrição de Plantas)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-08-24T23:29:52Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_ammascena.pdf: 2408946 bytes, checksum: 985d9fbc915e46d42b30ecbb09f51a4f (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-08-25T18:33:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_ammascena.pdf: 2408946 bytes, checksum: 985d9fbc915e46d42b30ecbb09f51a4f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-25T18:33:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_ammascena.pdf: 2408946 bytes, checksum: 985d9fbc915e46d42b30ecbb09f51a4f (MD5) Previous issue date: 2014 / The soil degradation resulting from non-conservative practices can cause irreparable damage to chemical and biological properties of the soil of semiarid regions in northeastern Brazil. The objective of this research was to evaluate the soil chemical attributes, the population density of rhizobia and its symbiotic fixing efficiency of the atmospheric nitrogen in cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) in addition to density of arbuscular mycorrhizal fungi and the basal soil respiration in four areas of exclusion and overgrazing located in the municipality of Irauçuba-CE. Four areas of animal exclusion and overgrazing (adjacent to the exclusion areas) were chosen, with soil samples being collected in the 0 to 20 cm to analyze the chemical attributes pH, Electric Conductivity (EC), Carbon (C),Nitrogen (N), Organic Matter (OM), and assimilable Phosphorus (P) and biological attributes (arbuscular mycorrhizal fungi spores density, rhizobia density and effectiveness and basal soil respiration. The experiments were conducted under greenhouse conditions and, for the atmospheric symbiotic nitrogen fixation performance tests, native strains were isolated from the four areas and a completely randomized design, with four replications, was adopted. In area 1 were used nine treatments and four replications, with a control with the addition of mineral nitrogen (+N-R) and another with mineral nitrogen omission and no inoculation C(-N-R); in area 3 were used eight treatments and four replications, with a control with the addition of mineral nitrogen (+N-R) and with mineral nitrogen omission and no inoculation C(-N-R); in area 4 the test consisted of six treatments and four replications, with a control with the addition of mineral nitrogen (+N-R) and with mineral nitrogen omission and no inoculation C(-N-R); in area 5 the test were used four treatments and four replications and a control with the addition of mineral nitrogen (+N-R) and another with mineral nitrogen omission and no inoculation C(-N-R). The different treatment numbers of the four areas were established according to the total number of isolated and authenticated strains of each study area. The current soil management practices employed in the areas of exclusion of animals (fallow) favored the presence of propagules of arbuscular mycorrhizal fungi in the soil due to the preservation of vegetation and conservation of topsoil. Native rhizobia strains isolated and tested from Areas 1 and 5 established symbiosis with the cowpea and demonstrated a fixing efficiency of N 2 reasonable and can be used in future field trials. More studies on the chemical and biological properties of soils Irauçuba-CE should be performed so that we can find alternatives for reducing the negative effects of the degradation process observed in the areas under study. / A degradação do solo resultante de práticas não conservacionistas pode acarretar prejuízos irreparáveis às propriedades químicas e biológicas do solo de regiões semiáridas do nordeste brasileiro. O objetivo do trabalho foi avaliar alguns atributos químicos do solo, a densidade populacional de rizóbios nativos, isolar e testar estirpes eficientes na fixação simbiótica do nitrogênio atmosférico no feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.), além de avaliar a densidade de fungos micorrizicos arbusculares e a respiração basal do solo em quatro áreas de exclusão (preservadas desde o ano de 2000) e de superpastejo (pecuária extensiva) localizadas no município de Irauçuba-CE. Foram utilizadas quatro áreas de exclusão de animais e de superpastejo (adjacentes às áreas de exclusão), sendo coletadas amostras de solos na profundidade de 0 a 20 cm para analisar alguns atributos químicos (pH, CE, C, N, MO, e P assimilável) e biológicos do solo (densidade de esporos de fungos micorrizico arbusculares e rizóbios nativos, respiração basal do solo), além do isolamento e teste de eficiência das estirpes nativas em relação a fixação biológica do nitrogênio atmosférico. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação e no Laboratório de Microbiologia do Solo pertencente ao Departamento de Ciências do Solo da Universidade Federal do Ceará. Para os testes de eficiência da fixação simbiótica de nitrogênio atmosférico das estirpes nativas isoladas das quatro áreas foi adotado um delineamento experimental inteiramente casualizado, com 4 repetições. Na área 1 foram adotados nove tratamentos e quatro repetições, sendo um controle com adição de nitrogênio mineral (+N-R) e um com omissão de nitrogênio mineral e ausência de inoculação C(-N-R); na área 3 foram adotados oito tratamentos e quatro repetições, sendo um controle com adição de nitrogênio mineral (+N-R) e um com omissão de nitrogênio mineral e ausência de inoculação C(-N-R); na área 4 o teste foi composto de seis tratamentos e quatro repetições, sendo um controle com adição de nitrogênio mineral (+N-R) e um com omissão de nitrogênio mineral e ausência de inoculação C(-N-R); na área 5 o teste foi constituindo de quatro tratamentos e quatro repetições, sendo um controle com adição de nitrogênio mineral (+N-R) e um com omissão de nitrogênio mineral e ausência de inoculação C(-N-R). Os tratamentos diferenciados das quatro áreas foram estabelecidos de acordo com o total de estirpes isoladas e autenticadas de cada área de estudo. As atuais práticas de manejo do solo empregadas nas áreas de exclusão de animais (pousio) favoreceram a presença de propágulos de fungos micorrízicos arbusculares no solo em decorrência da preservação da vegetação e da conservação da camada superficial do solo. As estirpes de rizóbios nativas isoladas e testadas das Áreas 1 e 5 estabeleceram simbiose com o feijão-caupi, demonstrado uma eficiência fixadora do N 2 razoável, podendo ser em futuros ensaios de competição. Evidencia-se a necessidade de que mais estudos em relação as propriedades químicas e biológicas dos solos de Irauçuba-CE sejam realizadas, para que se possa buscar alternativas para a redução dos efeitos negativos do processo de degradação observados nas áreas em estudo.

LIMA, Beatriz de Sousa e. Tolerância de genótipos de Vigna unguiculata ao estresse salino: integração dos mecanismos moleculares, fisiológicos e bioquímicos. 2017. 139 f. Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Coordenação PGBioquímica (pg@bioquimica.ufc.br) on 2017-11-08T19:30:39Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_bselima.pdf: 8023473 bytes, checksum: 3a7160a365e703abea25a6d6c7065072 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-11-14T17:40:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_bselima.pdf: 8023473 bytes, checksum: 3a7160a365e703abea25a6d6c7065072 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-14T17:40:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_bselima.pdf: 8023473 bytes, checksum: 3a7160a365e703abea25a6d6c7065072 (MD5) Previous issue date: 2017 / Agricultural production has become a challenge in the arid and semi-arid regions of the world, as a result of the constant incidence of adverse environmental factors, such as abiotic stresses. Among them, the excess of salts in the soil is characterized by severely limiting the growth and development of the plants, causing serious damages due to the low yield of the crops. In this scenario, the selection of cultivars tolerant to salinity and / or genetic engineering of plants emerge as strategies of great importance. However, because stress tolerance is a multigenic phenomenon, the selection / identification of metabolic pathways, molecular markers and potential gene products constitute a challenge for studies on saline stress in plants. The present research was developed with the objective of integrating the molecular, biochemical and physiological mechanisms involved in the tolerance of cowpea (Vigna unguiculata) plants to saline stress. For this, plants of two genotypes of V. unguiculata endowed with differential tolerance to saline stress, Pitiúba and TVU, were used as experimental model. Saline stress promoted severe reductions in plant growth of both genotypes; however, increased biomass production under salinity was observed in TVU genotypes throughout the experimental period (8 and 16 days). The best performance of the TVU plants was attributed to the higher efficiency of the photosynthetic machinery, evidenced by the higher CO2 assimilation rates and by the higher photochemical efficiency of photosystem II (↑ electron transport rate - ETR and ↑ photochemical quenching - qP). In addition, in the presence of NaCl, the high photosynthetic efficiency coincided with the higher pigment content involved in the energy absorption of both chlorophyll a, b and total as well as carotenoids. Such responses were accompanied by increases in the expression of the PGR5-like protein 1A, HEMA (Glutamyl-tRNA reductase-binding protein), Light-harvesting complex I chlorophyll, as well as several structural genes of the thylakoidal CTE. TVU plants also limited the excessive accumulation of Na + in the stems and leaves and, consequently, established a higher K + / Na + ratio under stress. The results suggest that the control of ionic homeostasis was due to the efficient activation of defense routes, involving mechanisms of exclusion and Na + compartmentalization, since there was an increase in the expression of genes encoding SOS route components and V-ATPase genes. In addition, lower oxidative damages (↓ MDA) were observed in plant tissues of the TVU genotype, a result of the effective action of enzymatic and non-enzymatic antioxidants. The higher activity of the SOD, APX and GPX enzymes was correlated with the expression of the DEAD-box and Glutathione peroxidase genes. In this genotype, genes involved in auxin signaling (IAA), jasmonic acid (JA), gibberellins (GA), ethylene (ETHY), abscisic acid (ABA), H2O2, CIPK (CIPK3 and CIPK14) and innumerable transcription factors for example WRKY, MYB and bZIP) may have operated in the intricate network of responses that culminated in greater tolerance to salt stress. In contrast, the higher sensitivity of the Pitiúba genotype to saline stress was associated with the lower efficiency of the photosynthetic machinery and the excessive accumulation of toxic ions in the aerial tissues. Under salinity, decreases in CO2 assimilation rates were due to severe damage to the photosynthetic apparatus, since the maximum quantum efficiency of PSII (Fv / Fm) was seriously compromised shortly after the onset of stress, and this effect was intensified with the imposition of saline treatment. Associated with this, there was a progressive reduction in the effective quantum efficiency of the PSII (φPSII), which was accompanied by decreases in the ETR, as well as by the greater non-photochemical dissipation of electrons, especially in the last times of analysis. Another determinant factor for the lower efficiency of the photosynthetic machinery was the low accumulation of photosynthetic pigments, which probably resulted in the accumulation of energy in PSII and the higher production of reactive oxygen species (ROS). This phenomenon may have caused damage to cell membranes (↑ MDA), which intensified the degradation of the photosynthetic pigments and other structural components of the photosystems. As a result of the lower photochemical efficiency, photosynthetic rates (CO2 assimilation) were seriously compromised by salinity, which consequently restricted plant growth. The results of RNAseq demonstrated that Pitiúba plants also triggered an arsenal of genes in response to stress, including those focused on the control of ionic and redox homeostasis, photosystem repair, hormones, transcription factors, among others. However, such mechanisms were not sufficient to mitigate the deleterious effects of NaCl and the plants were highly sensitive to salt stress. In the present study, the main metabolic pathways involved in the tolerance to salinity of V. unguiculata plants were identified, as well as potential genes for genetic improvement studies. / A produção agrícola tem se tornado um desafio nas regiões áridas e semi-áridas de todo o mundo, resultado da incidência constante de fatores ambientais adversos, como é o caso dos estresses abióticos. Dentre eles, o excesso de sais no solo caracteriza-se por limitar severamente o crescimento e desenvolvimento das plantas, acarretando graves prejuízos devido ao baixo rendimento das culturas. Nesse cenário, a seleção de cultivares tolerantes à salinidade e/ou a engenharia genética de plantas emergem como estratégias de grande importância. Todavia, como a tolerância ao estresse é um fenômeno de natureza multigênica, a seleção/identificação das vias metabólicas, marcadores moleculares e de potenciais produtos gênicos constituem um desafio para os estudos sobre estresse salino em plantas. A presente pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de integrar os mecanismos moleculares, bioquímicos e fisiológicos envolvidos na tolerância de plantas de feijão-caupi (Vigna unguiculata) ao estresse salino. Para isso, plantas de dois genótipos de V. unguiculata dotados de tolerância diferencial ao estresse salino, Pitiúba e TVU, foram utilizadas como modelo experimental. O estresse salino promoveu reduções severas no crescimento das plantas de ambos os genótipos, contudo, uma maior produção de biomassa sob salinidade foi observada nas plantas do genótipo TVU, ao longo de todo o período experimental (8 e 16 dias). O melhor desempenho das plantas TVU foi atribuído a maior eficiência da maquinaria fotossintética, evidenciada pelas maiores taxas de assimilação de CO2 e pela maior eficiência fotoquímica do fotossistema II (↑ taxa de transporte de elétrons – ETR e ↑ quenching fotoquímico - qP). Além disso, na presença de NaCl, a elevada eficiência fotossintética coincidiu com o maior conteúdo de pigmentos envolvidos na absorção de energia, tanto de clorofila a, b e total quanto de carotenoides. Tais respostas foram acompanhadas por incrementos na expressão dos genes PGR5-like protein 1A, HEMA (Glutamyl-tRNA reductase-binding protein), Light-harvesting complex I chlorophyll, bem como de vários genes estruturais da CTE tilacoidal. Plantas TVU também limitaram o acúmulo excessivo de Na+ nos caules e folhas e, consequentemente, estabeleceram maior relação K+/Na+ sob estresse. Os resultados sugerem que o controle da homeostase iônica foi decorrente da ativação eficiente de rotas de defesa, envolvendo mecanismos de exclusão e compartimentalização de Na+, pois houve aumento na expressão de genes que codificam componentes da rota SOS e de genes da V-ATPase. Aliado a isso, observou-se menores danos oxidativos (↓ MDA) nos tecidos das plantas do genótipo TVU, resultado da ação efetiva de antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos. A maior atividade das enzimas SOD, APX e GPX foi correlacionada com a expressão dos genes DEAD-box e Glutathione peroxidase. Nesse genótipo, os genes envolvidos na sinalização por auxinas (IAA), ácido jasmônico (JA), giberelinas (GA), etileno (ETHY), ácido abscísico (ABA), H2O2, CIPK (CIPK3 e CIPK14) e inúmeros fatores de transcrição (por exemplo, WRKY, MYB e bZIP) podem ter atuado na rede intricada de respostas que culminou na maior tolerância ao estresse salino. Contrariamente, a maior sensibilidade das plantas do genótipo Pitiúba ao estresse salino foi associada com a menor eficiência da maquinaria fotossintética e o acúmulo excessivo de íons tóxicos nos tecidos aéreos. Sob salinidade, os decréscimos nas taxas de assimilação de CO2 foram resultado de danos severos ao aparato fotossintético, pois a eficiência quântica máxima do PSII (Fv/Fm) foi seriamente comprometida logo após o início do estresse, sendo esse efeito intensificado com a imposição do tratamento salino. Associado a isso, houve uma redução progressiva na eficiência quântica efetiva do PSII (ϕPSII), que foi acompanhada por decréscimos na ETR, bem como pela maior dissipação não fotoquímica de elétrons, principalmente nos últimos tempos de análise. Outro fator determinante para a menor eficiência da maquinaria fotossintética foi o baixo acúmulo de pigmentos fotossintéticos, o que provavelmente resultou no acúmulo de energia no PSII e na maior produção de espécies reativas de oxigênio (EROs). Esse fenômeno pode ter ocasionado danos as membranas celulares (↑ MDA), o que intensificou a degradação dos pigmentos fotossintéticos e de outros componentes estruturais dos fotossistemas. Como resultado da menor eficiência fotoquímica, as taxas fotossintéticas (assimilação de CO2) foram seriamente comprometidas pela salinidade o que, consequentemente, restringiu o crescimento das plantas. Os resultados do RNAseq demonstraram que as plantas Pitiúba também acionaram um arsenal de genes em resposta ao estresse, incluindo aqueles voltados para o controle da homeostase iônica e redox, reparo dos fotossistemas, hormônios, fatores de transcrição, dentre outros. Entretanto, tais mecanismos não foram suficientes para mitigar os efeitos deletérios do NaCl e as plantas foram altamente sensíveis ao estresse salino. No presente estudo foram identificadas as principais vias metabólicas possivelmente envolvidas na tolerância à salinidade de plantas de V. unguiculata, além de genes potenciais para estudos de melhoramento genético de plantas

ARAGÃO, R. M. Mecanismos cinéticos de inibição da absorção de nitrato em raízes de feijão caupi expostas à salinidade. 2008. 60 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Solos e Nutrição de Plantas) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-09-18T22:16:00Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_rmaragão.pdf: 659022 bytes, checksum: 63c118e711fa0ae2011bd1ad0eec124e (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-09-24T17:10:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_rmaragão.pdf: 659022 bytes, checksum: 63c118e711fa0ae2011bd1ad0eec124e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-24T17:10:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_rmaragão.pdf: 659022 bytes, checksum: 63c118e711fa0ae2011bd1ad0eec124e (MD5) Previous issue date: 2008 / Nitrate uptake is a process dependent on the influx/ efflux relationship in the plasma membrane of roots cells. The balance between these two processes may affect the NO3- acquisition in plants exposed to salt stress. Unfortunately, we do not know the mechanisms of inhibition of NO3- uptake in the presence of excess Na + and Cl- ions, a common situation in saline-sodium soil. The objective was to evaluate the effect of salinity on the NO3- influx and efflux mechanisms in cowpea roots, building the uptake kinetics in the presence of ion and osmotic agents. Cowpea roots were excised for nitrate influx and efflux measurements in time-course and NO3- levels experiments. In plants pre-treated with 50 and 100 mM NaCl, NO3- influx and eflux kinetics has been altered, compared with plants not pre-treated roots: inducing pronounced effects on both processes, inhibiting the influx and stimulating the efflux. The NaCl inhibitory effect on the NO3- influx was dependent on the dose of salt. The 100 mM NaCl reduced the value of Vmax (control) of 12.35 to 7.14 and the Km value remained unchanged (3.05 and 3.21, respectively), showing a non-competitive inhibition. Interestingly, the Na2SO4 100 mM caused the same inhibition of NaCl, but 100 mM KCl caused an incompetitive inhibition, reducing Vmax and Km. In order to check the osmotic effects components by salinity, it was observed that PEG and Mannitol caused a competitive inhibition, increasing the Km (from 3.01(control) to 6.21 7.35 for PEG and Mannitol, respectively) and maintaining Vmax below the control. The NaCl inhibitory effect was more intense on NO3- uptake low affinity system (60%) than on the high-affinity system (45%). The NaCl and mannitol effects on the high affinity system, both in 100 mM, were similar to each other inhibition type: Vmax reduced both and increased the Km. When NaCl, PEG and mannitol isosmotic concentrations were tested (Ψos= - 0.23 MPa), it was found that the first two induced efflux increases (15 and 34% respectively), whereas, unexpectedly, Mannitol caused a reduction of 40%, all compared to control. In conclusion, the salinity caused reduction in net NO3- uptake in cowpea roots through reduction in the influx and efflux increases. In the influx, there is a non competitive inhibition with the Cl-in both low and high affinity systems. Apparently, the osmotic component is more important inhibiting the NO3- uptake, but apparently, the salt type (ions) also interferes in the process. Meanwhile, more studies are needed to shed light on the mechanisms involved in inhibition. / A absorção líquida de nitrato é um processo dependente da relação influxo/efluxo na membrana plasmática das raízes. O balanço entre esses dois processos pode afetar a aquisição de nitrato em plantas expostas ao estresse salino. Infelizmente, ainda não se conhece os mecanismos de inibição da absorção de nitrato na presença de excesso de íons Na+ e Cl-, situação comum nos solos salinos sódicos. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da salinidade sobre os mecanismos de influxo e efluxo de NO3- em raízes de feijão caupi, caracterizando-se a cinética da absorção na presença de agentes iônicos e osmóticos. Raízes de feijão caupi foram destacadas e incubadas para as mensurações de influxo e efluxo de NO3- em experimentos de tempo e níveis de nitrato variados. O pré-tratamento das plantas com 50 e 100 mM de NaCl alterou a cinética de influxo e efluxo de nitrato, comparando-se com raízes de plantas não pré-tratadas: induzindo efeitos mais pronunciados sobre ambos processos, inibindo o influxo e estimulando o efluxo. O efeito inibitório do NaCl sobre o influxo de nitrato foi dependente da dose do sal. O NaCl 100 mM reduziu o valor de Vmax de 12,35 (controle) para 7,14 e manteve o valor de Km praticamente inalterado (3,05 e 3,21, respectivamente), evidenciando uma inibição do tipo não competitiva. Interessantemente, o Na2SO4 100 mM causou o mesmo tipo de inibição do NaCl mas o KCl 100 mM causou uma inibição incompetitiva, reduzindo simultaneamente Vmax e Km. No sentido de verificar os efeitos da componente osmótica da salinidade, observou-se que PEG e Manitol causaram inibição do tipo aproximadamente competitiva, aumentando o Km (de 3,01 do controle para 6,21 e 7,35 para PEG e Manitol, respectivamente), e mantendo Vmax ligeiramente abaixo do controle. O efeito inibitório do NaCl foi mais intenso sobre o sistema de baixa afinidade de absorção de nitrato (60%) do que sobre o de alta afinidade (45%). Os efeitos do NaCl e Manitol sobre o sistema de alta afinidade, ambos em 100 mM, foram semelhantes entre si no tocante ao tipo de inibição: ambos reduziram Vmax e aumentaram os valores de Km. Quando concentrações isosmóticas de NaCl, PEG e manitol (Ψos= - 0,23 MPa) foram testadas, verificou-se que os dois primeiros induziram aumentos no efluxo (15 e 34%, respectivamente), enquanto que, inesperadamente, o manitol causou uma redução de 40%, todos comparados ao controle. Concluindo, a salinidade causa redução na absorção líquida de NO3- em raízes de feijão caupi através de redução no influxo e aumento no efluxo. No influxo, ocorre uma inibição não-competitiva com o Cl-, tanto no sistema de baixa como no de alta afinidade. Aparentemente, o componente osmótico é mais importante na inibição da absorção de nitrato, mas aparentemente o tipo de sal (íons) também interfere no processo. Entretanto, mais estudos são necessários para esclarecer completamente os mecanismos envolvidos na inibição.

JEREISSATI, E. S. Transformação genética de feijão-caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp] e tabaco (Nicotiana tabacum) com uma quitinase de classe I. 2012, Transformação genética de feijão-caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp] e tabaco (Nicotiana tabacum) com uma quitinase de classe I. 120 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2015-01-15T18:58:02Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_esjereissati.pdf: 8084916 bytes, checksum: 05dd57f88cba77dba6c72ab53b984f08 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-01-19T17:21:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_esjereissati.pdf: 8084916 bytes, checksum: 05dd57f88cba77dba6c72ab53b984f08 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-19T17:21:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_esjereissati.pdf: 8084916 bytes, checksum: 05dd57f88cba77dba6c72ab53b984f08 (MD5) Previous issue date: 2012 / Heterologous expression of genes encoding pathogenesis related proteins (PR-proteins) represents a promising alternative for the development of plants resistant to fungi. Among the PR-proteins with great biotechnological potentials are the chitinases, a class of hydrolases which catalyze the degradation of chitin, a polymer constituent of cell wall of several species of pathogenic fungi. Besides their function related to defense mechanisms, it is believed that these enzymes may play other roles, such as regulation of growth and development processes in plants. Using two approaches, this study sought to investigate the role of a class I chitinase of cowpea (VuChiI) in defense and plant development. The first approach consisted of silencing of the gene encoding for VuChiI in cowpea. Apical meristems excised from cowpea seeds were bombarded with microparticles containing a silencing vector (pKANNIBAL), which was cloned with a construct harboring an intron harpin of the gene VuChiI. Plants regenerated in a Murashige and Skoog (MS) media containing imazapyr as a selection agent, were analyzed by PCR, resulting in confirmation of genetic transformation of five plants from the 1092 apical meristems bombarded. Northern blot analysis of total RNA extracted from the putative transgenic plants allowed for the detection of siRNAs. Upon regeneration and germination, only one of the five transformed plants produced a pod containing six seeds. Of these, only one germinated when further planted. The transformed plants exhibited a life cycle of over 365 days, as against the normal cycle of 65-70 days. Based on these results we posit that silencing of class I cowpea chitinase may have led to changes in plant development. The second strategy consisted of co-cultivation of tobacco leaf discs with Agrobacterium tumefaciens strain LB4404 suspension to express recombinant protein in the extracellular space of the regenerated plants in order to expose the protein fungus even before its penetration into the plant cell. To achieve this, a sequence of cowpea chitinase insert was cloned into the binary vector pCAMBIA1305.2 under the control of CaMV35S promoter and signal peptide fused to glycine-rich protein of Oryza sativa (GRP), which allowed the secretion of recombinant protein via apoplast. This led to the generation of three strains as confirmed by PCR. Seeds obtained from transformed R1 generation of the plants were germinated and analyzed for transmission of the transgene using X2 test, which confirmed its transmission to the progeny in a Mendelian fashion. The experimental models developed in this work may serve to further assess the biological roles of class I chitinase from cowpea. / A expressão heteróloga de genes que codificam proteínas relacionadas à patogênse (PR-proteínas) representa uma alternativa promissora para o desenvolvimento de plantas resistentes ao ataque de fungos. Dentre as PR-proteínas com grande potencial biotecnológico, estão as quitinases, hidrolases que catalisam a degradação da quitina, que é um polímero constituinte da parede celular de muitas espécies de fungos fitopatogênicos. Além da função relacionada aos mecanismos de defesa, acredita-se que essas enzimas podem desempenhar outros papéis, como a regulação de processos de crescimento e desenvolvimento em plantas. O objetivo deste trabalho foi estudar o papel de uma quitinase de classe I de feijão-caupi (VuChiI) na defesa e no desenvolvimento vegetal e para isso duas abordagens foram conduzidas. A primeira consistiu no silenciamento do gene que codifica esta proteína em plantas de feijão-caupi. Nos experimentos de silenciamento gênico foram utilizados meristemas apicais de plântulas de feijão-caupi, que foram então bombardeados com micropartículas portando um vetor de silenciamento (pKANNIBAL), onde foi clonada uma construção em grampo (intron harpin) do gene de VuChiI. As plantas regeneradas em meio de cultura de Murashige e Skoog (MS) contendo o herbicida imazapyr, como agente de seleção, foram analisadas por PCR, o que resultou na confirmação da transformação genética de cinco plantas, a partir de 1.092 meristemas apicais bombardeados. O RNA foi extraído das plantas transformadas e utilizado em análises de Northern blot que possibilitou a detecção de siRNAs no RNA total extraído das plantas putativamente transgênicas. Apenas uma das plantas transformadas produziu uma vagem contendo seis sementes, das quais apenas uma germinou. As plantas transformadas apresentaram ciclo de vida de mais de 365 dias enquanto que o esperado é de 65-70 dias. Com base nos resultados sugere-se que o silenciamento da quitinase de classe I de feijão-caupi pode ter promovido alteração no desenvolvimento da planta. A segunda estratégia de transformação genética consistiu no co-cultivo de discos foliares de tabaco com suspensão de Agrobacterium tumefaciens LB4404, com o intuito de expressar a proteína recombinante no espaço extracelular das plantas regeneradas. Essa estratégia tem como objetivo fazer com que a proteína entre em contato com o fungo antes mesmo que este agente patogênico penetre na célula vegetal. Para tanto, o inserto referente à quitinase de feijão-caupi foi clonado no vetor binário pCAMBIA1305.2 sob controle do promotor CaMV35S e fundido ao peptídeo sinal GRP (glycine-rich protein de Oryza sativa), que permite a secreção da proteína recombinante via apoplasto. Foram produzidas três linhagens de plantas que tiveram a transformação genética confirmada por PCR. As sementes obtidas das plantas transformadas, geração R1, foram semeadas em meio seletivo para a análise da transmissão do transgene. O teste de X2 indicou que o transgene foi transmitido para a progênie em proporções Mendelianas. Os modelos experimentais desenvolvidos neste trabalho poderão contribuir para a elucidação dos papéis biológicos da quitinase de classe I de feijão-caupi.

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.

ARAÚJO, M. E. B. Estratégias de irrigação deficitária no desempenho agronômico de cultivares de feijão-caupi no litoral cearense. 2014. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2015-01-30T21:00:18Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_mebaraujo.pdf: 1618808 bytes, checksum: d7f6072471138afda7d86ec591d49777 (MD5) / Approved for entry into archive by Margareth Mesquita(margaret@ufc.br) on 2015-02-09T14:07:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_mebaraujo.pdf: 1618808 bytes, checksum: d7f6072471138afda7d86ec591d49777 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-09T14:07:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_mebaraujo.pdf: 1618808 bytes, checksum: d7f6072471138afda7d86ec591d49777 (MD5) Previous issue date: 2014 / As culturas agrícolas demandam grandes volumes de água no processo produtivo, sendo oportuno identificar quais os estádios de desenvolvimento com maior sensibilidade hídrica visando definir uma estratégia de manejo da irrigação. Assim, objetivou-se, com esta pesquisa, avaliar os efeitos do déficit hídrico em diferentes estádios fenológicos das cultivares de feijão-caupi, Sempre Verde e Setentão, com o intuito de obter informações sobre a viabilidade técnica do uso da irrigação deficitária na cultura. O experimento foi conduzido na área experimental da Estação Agrometeorológica do Departamento de Engenharia Agrícola. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com oito tratamentos e quatro repetições, definidos em função da época de indução do déficit hídrico (em um, dois ou três estádios fenológicos), correspondente à aplicação da metade da lâmina de irrigação do tratamento sem déficit hídrico. Foram avaliadas ao término de cada estádio fenológico as variáveis: taxas de fotossíntese, transpiração e condutância estomática. Ao término do ciclo foram analisadas a matéria seca da parte aérea e a participação de cada uma delas em relação à produção de fitomassa seca total e o índice de colheita. Avaliaram-se os componentes de produção (massa de cem grãos, número de vagens por planta, comprimento das vagens, número de grãos por vagem e produtividade). Estimaram-se ainda, os índices de eficiência de uso da água para a produção de matéria seca total da parte aérea e para a produtividade de grãos. As variáveis foram submetidas à análise estatística realizando-se análise de variância (Teste F) e Teste de Tukey para comparação de médias. Os resultados mostraram que a cultivar Setentão foi superior estatisticamente em todas as variáveis de trocas gasosas. A fotossíntese e a transpiração foram influenciadas pela interação entre os tratamentos x cultivares x épocas, com exceção da condutância estomática. A época de floração apresentou os maiores valores de transpiração, e a condutância estomática atingiu os maiores valores na época vegetativa. Os déficits de irrigação e as cultivares interagiram e afetaram a produção e partição da matéria seca da parte aérea, índice de colheita, componentes de produção e produtividade, porém não influenciou o número de vagens por planta. O déficit hídrico, no estádio de formação da produção (T2), não influenciou a produção de matéria seca total da parte aérea. O manejo da irrigação com déficit na cultura do feijão-caupi pode resultar em maior eficiência de uso da água por parte da cultura.

SOUSA, F. Y. M. Caracterização de dois cultivares de Vigna unguiculata em reposta a seca combinada ou não com ozônio: regulação de proteínas membranares (AOX, pUCP E PTOX). 2012. 120 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2015-01-23T21:38:14Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_fymsousa.pdf: 4401146 bytes, checksum: 69db062aa663a064d5bb540d19463762 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-02-27T19:28:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_fymsousa.pdf: 4401146 bytes, checksum: 69db062aa663a064d5bb540d19463762 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-27T19:28:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_fymsousa.pdf: 4401146 bytes, checksum: 69db062aa663a064d5bb540d19463762 (MD5) Previous issue date: 2012 / Possible interactions between chloroplast and mitochondria remain poorly known, particularly in response to stress conditions. Under these conditions, it is suggested that the electron transfer pathways linked to AOX or pUCP (mitochondrial uncoupling proteins) and PTOX (plastidial uncoupling protein) could limit the formation of ROS to reduce oxidative damage in cellular organelles. In our work, we selected two cultivars of Vigna unguiculata, cv 1183 and cv EPACE. Under our experimental conditions, both cultivars showed no real differences in sensitivity to drought. However cv EPACE was more tolerant to O3 based on the development of necrosis and several physiological parameters (Fv/Fm, ϕPSII) and biochemical (glutathione content). For the expression profiles of genes encoding AOX, PUCP and PTOX two responses were clearly identified in the cultivar EPACE. On a shortterm, expression of these proteins is generally stimulated. On a longer term (14 days), the answer differs depending on the treatment. Under O3, the strongest expression of mitochondrial proteins is maintained while the gene encoding the PTOX is own-regulated. Under drought only the plastid protein (PTOX) is upregulated. Under conditions of stress combination, drought has little effect on the influx of O3 in the leaves, and the VuPTOX and VuUCP1b genes are up-regulated after 3 and 7 days of stress. This ver-regulation, already observed in response to drought alone could play a role in preventing the formation of ROS in both mitochondria and chloroplasts. / A Fotossíntese e a respiração são bem conhecidos como sendo responsáveis pela produção de energia no interior das células de plantas. Acoplados à estes processos bioenergéticos, a transferência de elétrons que ocorre nas membranas do cloroplasto e mitocôndria, também são considerados com tendo potencial de produção de ROS. Possíveis interações no funcionamento dessas organelas permanecem pouco conhecidas, especialmente em resposta a condições de estresse. Sob estas condições, sugere-se que as vias de transferência de elétrons ligadas à AOX, à pUCP ou à PTOX poderia limitar a formação de ROS reduzindo assim danos oxidativos às organelas celulares. Em nosso trabalho, foram selecionadas duas cultivares de Vigna unguiculata, inicialmente caracterizados como sensível (cv 1183) ou tolerante (cv EPACE1) à seca. Sob condições experimentais, as duas cultivares não apresentaram diferenças significativas na sensibilidade à seca. Entretanto o cultivar EAPCE1 foi mais tolerante ao ozônio com base no desenvolvimento de necrose e de vários parâmetros fisiológicos (ϕPSII) e bioquímicos (teor de glutationa). Para os perfis de expressão de genes que codificam AOX, PUCP e PTOX duas respostas foram claramente identificadas no cultivar EPACE1. Em um tempo curto, a expressão destas proteínas é geralmente estimulada. Em um período mais longo (14 dias), a resposta é diferente, dependendo da tipo de estresse. Sob o ozônio, um aumento da expressão das proteínas mitocondriais é mantida enquanto o gene que codifica para a PTOX é sub-regulada. Sob seca a proteína desacopladora do plastídio (PTOX) é superexpressa. Sob condições de combinação stress, seca combinada com ozônio, o efeito da seca sobre o fluxo de ozônio nas folhas não foi alterado, e os genes VuPTOX e VuUCP1b são super-expressos depois de 3 e 7 dias de stress. Este aumento da expressão, já observado em resposta à seca por aplicada separadamente poderia desempenhar um papel na prevenção da formação de ROS tanto em mitocôndrias e cloroplastos prevenindo assim os danos causados pelo ozônio.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The cowpea bean [Vigna unguiculata (L.) Walp.] is a legume with high protein levels, largely cultivated and consumed in the Northeast of Brazil. Due to your economic importance, there are several studies that search resistant forms of cultivars of this kind of bean, as they is often attacked by different kinds of pests and predators. One of the most common is the weevil Callosobruchus maculatos. With the discovery of resistant cultivars for this insect many questions emerged about what biological component of the plant was responsible for such defensive action. Some studies suggest that this resistance is due to vicilin, which are reserve nutritious proteins, present in the seeds of cowpea. In this work, regions belonging to the vicilin gene of two contrasting cultivars in relation to resistence to weevil were sequenced, one resistant (IT81D-1053) and a susceptible (EPACE-10). These sequences, which come from several clones, were analyzed and thereby deducting its three-dimensional structure was made through a homology modeling using as template one 7S globulin from adzuki bean (Vigna angularis) identified as 2EA7 in the PDB database. Sequence analysis revealed that there are two regions highly variable in sequence from the vicilin gene, and these regions are rich in glutamine. Previous studies suggest that resistance to weevil occurs in the fact that the vicilin can bind to chitin and such glutamine rich regions are potentially chitin binding due to the high ability to form hydrogen bonds between the residues of glutamine and residues of N-acetylglucosamine. The structural analysis also supports this assumption, because the region rich in glutamine is very exposed, in relation to the protein surface, which facilitates the interaction of these amino acid residues with chitin. However more refined studies are needed to have a certainty of how is this interaction between vicilin and chitin, and if these same proteins are in fact fundamental in the resistance against the weevil. / O feijÃo-de-corda [Vigna unguiculata (L.) Walp.] à uma leguminosa com alto teor de proteÃnas, muito consumida e cultivada na regiÃo Nordeste do Brasil. Devido a sua importÃncia econÃmica, existem vÃrios estudos que procuram formas de cultivares resistentes desta espÃcie de feijÃo, pois esta à muito atacada por diversos tipos de pragas e predadores. Um dos mais comuns à o caruncho Callosobruchus maculatos. Com a descoberta de cultivares resistentes a este inseto, questionou-se sobre o componente biolÃgico da planta responsÃvel por tal aÃÃo defensiva. Alguns estudos sugerem que essa resistÃncia ocorre devido as vicilinas, que sÃo proteÃnas de reserva nutritiva, presentes nas sementes do feijÃo-de-corda. No presente trabalho, foram sequenciadas regiÃes pertencentes ao gene de vicilina de dois cultivares contrastantes em relaÃÃo ao ataque do caruncho, sendo um resistente (IT81D-1053) e outro suscetÃvel (EPACE-10). Essas sequÃncias, advindas de vÃrios clones, foram analisadas e com isso foi feita a deduÃÃo de sua estrutura tridimensional atravÃs de uma modelagem por homologia, utilizando como molde uma globulina 7S de feijÃo-azuki (Vigna angularis) identificada como 2EA7 no banco de dados PDB. A anÃlise das sequÃncias revelou que hà duas regiÃes bastante variÃveis na sequÃncia do gene da vicilina, sendo essas regiÃes ricas em glutamina. Estudos anteriores sugerem que a resistÃncia ao gorgulho se dà no fato de que as vicilinas conseguem se ligar a quitina, e tais regiÃes sÃo potencialmente ligantes a quitina devido a grande capacidade de formar ligaÃÃes de hidrogÃnio entre os resÃduos de glutamina e os resÃduos de N-acetilglucosamina. A anÃlise estrutural tambÃm corrobora esta hipÃtese, pois a regiÃo rica em glutamina à bastante exposta, em relaÃÃo à superfÃcie proteica, o que facilita a interaÃÃo destes resÃduos de aminoÃcidos interagirem com a quitina. Entretanto estudos mais refinados sÃo necessÃrios para se ter uma maior certeza de como se dà esta interaÃÃo entre vicilinas e a quitina, e se de fato essas proteÃnas sÃo mesmo fundamentais na resistÃncia contra o caruncho.

Submitted by Chaylane Marques (chaylane.marques@ufpe.br) on 2015-03-13T17:49:52Z No. of bitstreams: 2 TESE_ALBERTO VINICIUS + Ficha.pdf: 1935294 bytes, checksum: 033dcc1254e3fb1696da0979cf81b236 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T17:49:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE_ALBERTO VINICIUS + Ficha.pdf: 1935294 bytes, checksum: 033dcc1254e3fb1696da0979cf81b236 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / MCT/RENORBIO (Rede Nordeste de Biotecnologia); FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos); BNB (Banco Nordeste do Brasil); FACEPE (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Pernambuco). / O feijão-caupi é uma das principais leguminosas cultivadas em todo o mundo. Além da importância econômica e social, essa espécie possui atributos biológicos que a tornam um interessante organismo para a pesquisa em biotecnologia. O uso de marcadores moleculares tem contribuído para os estudos de diversidade dos acessos depositados em bancos de germoplasma e das cultivares mais utilizadas pelos produtores, bem como no desenvolvimento de mapas de ligação. O presente trabalho teve como objetivo saturar o mapa genético, previamente estabelecido, com a população de interesse para o melhoramento da cultura de feijão-caupi no Brasil (BR 14-Mulato x IT85F2687). O mapa de ligação foi construído com base em marcadores SSR (Simple Sequence Repeats), ISSR (Inter Simple Sequence Repeat), AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) e DAF (DNA Amplification Fingerprinting). O mapa de ligação foi construído através do programa MapMaker 2.0. Adotando o valor do limite de detecção (LOD) de 3,0 e uma frequência máxima de recombinação de 0,35, foram mapeadas 216 marcas em onze grupos de ligação cobrindo uma distância de recombinação total de 2064,6 cM. Os grupos de ligação variaram de 68,8 cM (Grupo 11) a 323,3 cM (Grupo 1). A distância entre marcadores adjacentes variou entre 0 e 39,5 cM, com média de 9,7 cM. Os resultados encontrados indicam as bases para o desenvolvimento de mapas específicos saturados para identificação de locos de herança quantitativa de utilidade em programas de melhoramento do feijão-caupi, bem como para estudos comparativos de mapeamento a partir da integração entre espécies do gênero Vigna. Esses marcadores representam uma ferramenta útil para isolamento de genes de resistência a estresses bióticos e abióticos desta espécie via clonagem baseada em mapeamento genético.