Made available in DSpace on 2016-06-02T20:20:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4145.pdf: 3961758 bytes, checksum: 03f9f6459289842cf630d2dd53be5ba6 (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / Plant legumains, also termed vacuolar processing enzymes (VPEs), are cysteine peptidases that play key roles in seed maturation, germination, senescence, stress response, programmed cell death during development and defense against pathogens. Despite the increasing number of reports on VPEs, most of studies are on dicotyledonous legumain and their role in seeds. In this study, it was performed the characterization of sugarcane legumain, named CaneLEG. Kinetic characterization of the recombinant CaneLEG expressed in Pichia pastoris revealed that this enzyme has the main characteristics of VPEs, such as self-activation and activity under acidic pH. CaneLEG activity was strongly inhibited by the sugarcane cystatin named CaneCPI-3. In vivo interaction between legumain and cystatin was observed to barley proteins, indicating that legumains might be inhibited by cystatins in the plant. Furthermore, the CaneLEG and CaneCPI-3 gene expression was analyzed throughout sugarcane development and in plantlets treated with phytohormones. From these results, it was observed that these genes showed a tissue-specific expression pattern, with the strong accumulation of CaneLEG transcripts throughout the internode development. The up-regulation of CaneLEG and CaneCPI-3 genes in plantlets treated with ABA suggests that these proteins encoded by these genes may be involved in stress response and CaneCPI-3 may act on endogenous cysteine peptidase regulation. Our results suggest the CaneCPI-3 as the endogenous inhibitor of CaneLEG and the involvement of these proteins on the ABA-regulated stress response. Further, the gradual increase on CaneLEG expression in internode suggests the action of this enzyme on the development of this storage tissue. The results obtained in this work will serve as an initial tool to understand the roles played by CaneLEG and CaneCPI-3 on sugarcane. / As legumaínas de plantas, também denominadas enzimas de processamento vacuolar (VPEs), são cisteíno-peptidases que atuam nos processos de maturação de sementes, germinação, senescência, resposta a estresse e morte celular programada durante o desenvolvimento da planta ou em resposta a patógenos. Apesar do crescente número de estudos com legumaínas de plantas, a maioria dos estudos está relacionada às legumaínas de dicotiledôneas e suas funções em sementes. No presente trabalho, foi realizada a caracterização de uma legumaína de cana-de-açúcar, denominada CaneLEG. A caracterização cinética da CaneLEG recombinante produzida em Pichia pastoris mostrou que esta enzima possui as características comuns de legumaínas de plantas, como a auto-ativação e atividade ótima em pH ácido. Além disso, a atividade da CaneLEG foi fortemente inibida pela cistatina de cana-de-açúcar denominada CaneCPI-3. A interação in vivo legumaínacistatina foi observada para as proteínas de cevada, indicando que as legumaínas podem ser inibidas por cistatinas na planta. Além disso, foi analisada a expressão dos genes da CaneLEG e CaneCPI-3 durante o desenvolvimento da cana e em plântulas tratadas com fitohormônios. A partir destes resultados, foi observado que estes genes apresentam um padrão de expressão temporal tecido-específica, com forte acúmulo de transcritos da CaneLEG durante o desenvolvimento do entrenó. A superexpressão dos genes CaneLEG e CaneCPI-3 em plântulas tratadas com ABA sugere que as proteínas por eles codificadas devem estar envolvidas na resposta a estresse, sendo possível que a CaneCPI-3 atue na regulação de cisteíno-peptidases endógenas. Nossos resultados sugerem a CaneCPI-3 como um inibidor endógeno da CaneLEG e o possível envolvimento dessas proteínas na resposta a estresse regulada por ABA. Além disso, o aumento gradual na expressão da CaneLEG em entrenó sugere a atuação desta enzima no desenvolvimento deste tecido de reserva. Os resultados obtidos neste trabalho servirão como base inicial para auxiliar no entendimento das funções desempenhadas pela CaneLEG e CaneCPI-3 na canade- açúcar.

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:55:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1302187 bytes, checksum: c5e711d7d5aae70cd68adbb071c9becf (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Terrestrial ecosystems, solitary bees and wasps play important roles as pollinators, predators and parasites. Most part of the life of these Hymenoptera is designed to aspects related to nesting, including the search of the nest site, nest construction and food collection to rear the larvae. However, in natural environments the nests of these insects are difficult to find. A solution to this problem, at least for some species, is the use of artificial burrows in the field (trap nests). Using trap nests it is possible to collect standardized samples and to study the biology of some species. Thus, the community of solitary bees and wasps, nesting in trap nests was evaluated using parameters such as richness, diversity and nest abundance in two different agroecosystems of the state of Pernambuco, northeastern Brazil: sugarcane monoculture and polyculture. Moreover, the natural history and nesting biology of a bee species (Megachile dentipes) collected in the trap nests was studied. In this study, the main aspects of life history (seasonality, diameter of the nests, sex ratio, parasitism, development time) and nesting biology (nest architecture, nesting behavior, larval diet) was studied. Insects were sampled using the technique of trap nests, which consisted of 1) cardboard tubes inserted into blocks of wood of different diameters (4, 6, 8 and 10 mm), and 2) wooden planks, drilled lengthwise (5, 6, 8, 10 and 12 mm in diameter) and covered with a transparent plastic sheet (observation-nests). In each agroecosystem 3.360 cardboard tubes were available for nesting during one year (June/2009 to May/2010) and 1000 holes of observationnests during five months (October/2009 to February/2010). In the monoculture a total of 259 nests, 86 (33.2%) build by bees and 173 (66.8%) by wasps were sampled. Five species of bees were sampled, and Megachile dentipes was the most abundant bee species in the sugarcane (n = 76; 85%). In the polyculture area, 411 nests were collected, being 254 (61.8%) of bees and 157 (38.2%) of wasps. In this environment, 14 spp. nesting bee species were recorded. The leaf-cutter bee Megachile dentipes was also the most abundant (n = 117 nests, 46%). The abundance of bee nests, species richness and diversity of bees and wasps was significantly higher in the polyculture area compared to monoculture area. It is suggested that plant richness is a determining factor in the occurrence of the species. However, other factors such as distance from forest fragments and the use of herbicides and burning, might have influence in the low richness and diversity of bees and wasps in the area with sugarcane monoculture. Regarding Megachile dentipes it was shown that it is an polilectic species, collecting pollen from a wide spectrum pollen from mainly five botanical families: Asteraceae, Rubiaceae, Euphorbiaceae, Mimosaceae and Scrophulariaceae. This species showed a clear preference for nesting in the dry periods of the year in both studied areas, with peaks in October and December. Furthermore, this species had several generations throughout the year (multivoltine). It was demonstrated experimentally that recognition of the cavities by females is determined by the nest position in the blocks. Probably, chemical signals (marking the cavity) are not used, at least in the initial recognition of the nests. Nest structure of M. dentipes differs from most species because the lining of the brood cell is made from chewed leaves unlike the other species that involve the brood cells with whole leaves not chewed.. Biological and ecological characteristics of M. dentipes, as e.g. abundance and poliletia, makes this species a good candidate for management programs aimed at pollination, but further studies are necessary for that purpose. / Nos ecossistemas terrestres, abelhas e vespas solitárias desempenham essenciais papéis como polinizadores, predadores e parasitas. Grande parte da vida das fêmeas desses himenopteros é destinada à nidificação, como busca pelo local do ninho, construção do ninho e coleta do alimento larval. Contudo, os ninhos desses insetos em ambientes naturais são difíceis de serem encontrados. Uma solução para este problema, pelo menos para algumas espécies, é a utilização de cavidades artificiais no campo (ninhosarmadilha), uma vez que amostragens dos ninhos podem ser realizadas de forma padronizada em diferentes ambientes, além de fornecerem dados acerca da biologia das espécies capturadas. Diante disso, a comunidade de abelhas e vespas solitárias nidificantes em ninhos armadilha foi avaliada a partir de parâmetros como riqueza, diversidade e abundância de ninhos em dois agroecossistemas em Pernambuco: monocultura canavieira e sistema de policultura. Além disso, foi estudada a história natural e biologia de nidificação da espécie de abelha (Megachile dentipes) mais abundante nos ninhos-armadilha. Neste estudo foram avaliados os principais aspectos relacionados à história de vida (sazonalidade, razão sexual, parasitismo, tempo de desenvolvimento) e biologia de nidificação (arquitetura do ninho, comportamento de nidificação, dieta larval) de M. dentipes. Os insetos foram amostrados através da técnica de ninhos-armadilha, que consistiu de 1) tubos de cartolina inseridos em blocos de madeira de diferentes diâmetros (4, 6, 8 e 10 mm), e 2) pranchas de madeira, perfuradas longitudinalmente (5, 6, 8, 10 e 12 mm de diâmetro), cobertas com uma lâmina plástica transparente (ninhos-observação). Em cada agroecossistema estudado, foram disponibilizados para nidificação 3.360 tubos de cartolina ao longo de um ano (junho/2009 a maio/2010), e 1.000 cavidades de ninhos-observação durante cinco meses (outubro/2009 a fevereiro/2010). Um total de 259 ninhos, sendo 86 (33,2%) de abelhas e 173 (66,8%) de vespas foi coletado nas armadilhas instaladas na monocultura. Foram amostradas 5 espécies de abelhas, dentre elas, Megachile dentipes, a espécie de abelha mais abundante no canavial (n=76; 85%). Na área com policultura, foram coletados 411 ninhos, sendo 254 (61,8%) de abelhas e 157 (38,2%) de vespas. Neste ambiente, foram registradas 14 spp. de abelhas nidificantes ninhos armadilha. Mais uma vez, a espécie de abelha corta folha Megachile dentipes foi a mais abundante em número de ninhos (n=117; 46%). A abundância de ninhos de abelhas e a riqueza e diversidade de espécies de abelhas e vespas nidificantes em ninhos-armadilha foi significativamente maior em área de policultura quando comparada à monocultura canavieira. É sugerido que a riqueza florística de cada área seja um fator determinante na ocorrência das espécies. Contudo, fatores como a distância de fragmentos de mata e a utilização de herbicidas e queimadas, podem ter colaborado para uma baixa riqueza e diversidade de abelhas e vespas na área com monocultura canavieira. Quanto à espécie Megachile dentipes, observou-se que trata-se de uma espécie polilética, que coleta pólen de um amplo espectro polínico envolvendo, principalmente, cinco famílias botânicas: Asteraceae, Rubiaceae, Euphorbiaceae, Mimosaceae e Scrophulariaceae. Esta espécie mostrou uma clara preferência em fundar ninhos nos períodos mais secos do ano, em ambas as áreas estudadas, com picos de nidificação em outubro e dezembro. Além disso, apresentou várias gerações ao longo do ano (multivoltina). Foi demonstrado experimentalmente que o reconhecimento das cavidades pelas fêmeas baseia-se na posição em que o orifício se encontra no bloco de ninhos-armadilha. Provavelmente, não estão envolvidos sinais químicos (marcação da cavidade) ao menos no reconhecimento inicial dos ninhos. A estrutura do ninho de M. dentipes difere da maioria das espécies descritas até o momento, pois o revestimento da célula de cria é feito com folhas trituradas (manipuladas), diferentemente das demais espécies que envolvem as células de cria com folhas inteiras não trituradas. Características biológicas e ecológicas de M. dentipes, como e.g. abundância e polilectia, tornam esta espécie uma boa candidata a programas de manejo visando a polinização, embora sejam necessários mais estudos direcionados a essa finalidade.

Made available in DSpace on 2016-06-02T18:57:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4630.pdf: 2152670 bytes, checksum: 59e8ac7af8af5269f0a3ac0d844ac13e (MD5) Previous issue date: 2012-06-28 / The present work aims to analyze the system of alleys, planting trees in rows associated with a commercial crop, in this case sugar cane, with three species of plants with timber characteristic, fertilize and fixative, making nutrient cycling, reducing the monoculture effects, with ecological and environmental gains. This technique will allow the increase of profits per hectare by fixing carbon during the growth period of these trees, besides the sale of wood production and promote the environmental sustainability of sugar cane. The physical parameters used to evaluate were monthly measurements during the first 2 years of experiment established, base diameter and the first branch plus the height of the stem of each plant, to thereby obtain the volume of each plant, to quantify the fixed carbon by non-destructive method. The results showed that the Guapuruvu capture media 685 g / plant of carbon, representing more 1.8 times than Cedar (381 g / plant) and 4.75 times more than Ipê (144 g / plant) in the same period. The Guapuruvu showed a yield higher than the Cedar and Ipe Yellow, both in tree growth and carbon fixation in evaluate period. The Arboreal species did not affect the development of the culture of sugar cane in the bands 30 and 45 meters of cultivation, only in 60 meters there was interference. / O presente trabalho tem como objetivo analisar o sistema de aleias, plantio de árvores em linhas associado a uma cultura agrícola, neste caso a canavieira, com três espécies de plantas de característica madeireiras, adubadeira e fixadora, realizando a ciclagem de nutrientes, diminuindo os efeitos da monocultura, apresentando ganhos ecológicos e ambientais. Essa técnica poderá possibilitar o aumento de renda por hectare, através da fixação de carbono ao longo do período de crescimento destas árvores, alem da venda da produção de madeiras, desde que averbada legalmente e promover a sustentabilidade ambiental da cultura canavieira. Os parâmetros físicos utilizados para avaliação foram as medidas mensais nos primeiros dois anos do experimento implantado, dos diâmetros de base e de primeiro galho mais a altura do fuste de cada árvore, para assim obter o volume de cada planta, para quantificar o carbono fixado através de método não destrutivo. Os resultados demonstraram que o guapuruvú apresentou uma captura média de 685 g/planta de carbono, representando 1,8 vez mais que o cedro (381 g/planta) e 4,75 vezes mais que o ipê (144 g/planta) no mesmo período. O guapuruvú também apresentou um rendimento superior em relação ao cedro e ipê amarelo, no crescimento das árvores neste período de avaliação. As espécies arbóreas não afetaram a produção da cultura da cana-de-açúcar nas faixas 30 e 45 m de cultivo, sendo que apenas em 60 m foi possível detectar interferência.