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The Intergovernmental Panel on Climate Change has predicted that there will be increases in precipitation and heat-induced drought events globally. Information on kale response to waterlogging is minimal. The purpose of this project was to identify the response of kale to three treatments of water stress: underwatering, overwatering, and waterlogging. Plant pigments analyzed displayed a varied response to underwatering and overwatering, with concentrations changing with maturity but with reductions and no changes, respectively, at full harvest maturity. Glucosinolate concentrations were also influenced by maturity and increased under waterlogging and underwatering but no differences with overwatering. Overall, water stress to any degree is not ideal for kale during production, but despite yield reductions, underwatering led to increases among phytonutrients, but increases are apparent and do not equate to increased absorption when consumed.

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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-04-28Bitstream added on 2014-06-13T21:06:43Z : No. of bitstreams: 1 carlin_sd_dr_jabo.pdf: 560339 bytes, checksum: 8b2e1669f83b62325f0519f3baf373d4 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No presente trabalho foi verificado o ajuste osmótico no crescimento inicial de cana-de-açúcar, cv. IAC91-5155, sob efeito da interação dos estresses hídrico e ácido no solo. Para tanto, foram quantificados os teores de três solutos compatíveis, prolina, glicina betaína e trealose. Também foi estudada a atividade da nitrato redutase e os teores de clorofilas. O estudo de todas estas variáveis teve por objetivo propor a utilização destes compostos como indicadores fisiológicos de aclimatação da cana-deaçúcar sob efeito da interação de ambos os estresses. O experimento foi realizado em casa de vegetação com 29,7±4,3oC e 75±10 UR%. Foram utilizados três tratamentos de disponibilidade hídrica (capacidade de campo, CC): controle (70%), estresse moderado (55%) e estresse severo (40%) e três tratamentos de acidez no solo (saturação por bases, V%): controle (55%), média acidez (33%) e alta acidez (23%). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados em esquema fatorial 3x3, com quatro repetições. Após 60 dias sob estresses foram determinados os teores dos solutos compatíveis, a atividade da nitrato redutase e os teores das clorofilas. Os resultados mostram que houve acúmulo dos três solutos compatíveis evidenciando que ocorreu ajuste osmótico. Prolina e glicina betaína são indicadores fisiológicos do efeito da interação de ambos os estresses enquanto trealose é indicadora apenas para o estresse hídrico. Também, a atividade da nitrato redutase pode ser utilizada como indicador do estresse hídrico e os teores das clorofilas a, b e total para os estresses hídrico ou ácido. A massa de matéria seca da parte aérea, o número de folhas e a área foliar das plantas jovens de cana-de-açúcar, ajustadas osmoticamente, são reduzidos pelos estresses. Os efeitos interativos de ambos... / In this present work was verified the osmotic adjustment in the initial plant growth sugarcane cv. IAC91-5155 under interaction effect of water and acid stress in the soil. For this, were quantified three compatible solutes content, as follows: proline, glycine betaine and trehalose. It was verified also the nitrate reductase activity as well the chlorophyll content. The study of all parameters aimed to propose the use components as physiological indicators to acclimation of sugarcane plants under interaction the both stress. The experiment was carried out in a greenhouse under 29.7±4.3oC and 75±10%. Three water availability treatments (Field Capacity – FC%): control (70%), moderate stress (55%), and extreme stress (40%) and three soil acidification treatment (Base Saturation – BS%): control (55%), average acidity (33%), and high acidity (23%) were used. The experimental design used was the randomized blocks in a 3x3 factorial scheme and four replicates. After sixty days under stress were determined compatible solutes, nitrate reductase and chlorophyll content. Our results showed that there was the accumulation of three compatible solutes exhibiting osmotic adjustment. Glycine betaine and proline are both physiologic indicators of stresses interaction effect whereas trehalose indicates only water stress. The nitrate reductase activity can be used as water stress indicator and chlorophylls a, b and total are indicators to water or acid stress. The dry mass of shoot part, leaves number and leaf area are significantly reduced by stress in young sugarcane plants adjusted osmotically. The interaction of stresses cause decrease of dry mass while water stress reduces leaves number and leaf area.

Orientadora: Durvalina Maria Mathias dos Santos / Banca: Raffaella Rossetto / Banca: Marcelo de Almeida Silva / Banca: Marcos Omir Marques / Banca: David Ariovaldo Banzatto / Resumo: No presente trabalho foi verificado o ajuste osmótico no crescimento inicial de cana-de-açúcar, cv. IAC91-5155, sob efeito da interação dos estresses hídrico e ácido no solo. Para tanto, foram quantificados os teores de três solutos compatíveis, prolina, glicina betaína e trealose. Também foi estudada a atividade da nitrato redutase e os teores de clorofilas. O estudo de todas estas variáveis teve por objetivo propor a utilização destes compostos como indicadores fisiológicos de aclimatação da cana-deaçúcar sob efeito da interação de ambos os estresses. O experimento foi realizado em casa de vegetação com 29,7±4,3oC e 75±10 UR%. Foram utilizados três tratamentos de disponibilidade hídrica (capacidade de campo, CC): controle (70%), estresse moderado (55%) e estresse severo (40%) e três tratamentos de acidez no solo (saturação por bases, V%): controle (55%), média acidez (33%) e alta acidez (23%). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados em esquema fatorial 3x3, com quatro repetições. Após 60 dias sob estresses foram determinados os teores dos solutos compatíveis, a atividade da nitrato redutase e os teores das clorofilas. Os resultados mostram que houve acúmulo dos três solutos compatíveis evidenciando que ocorreu ajuste osmótico. Prolina e glicina betaína são indicadores fisiológicos do efeito da interação de ambos os estresses enquanto trealose é indicadora apenas para o estresse hídrico. Também, a atividade da nitrato redutase pode ser utilizada como indicador do estresse hídrico e os teores das clorofilas a, b e total para os estresses hídrico ou ácido. A massa de matéria seca da parte aérea, o número de folhas e a área foliar das plantas jovens de cana-de-açúcar, ajustadas osmoticamente, são reduzidos pelos estresses. Os efeitos interativos de ambos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this present work was verified the osmotic adjustment in the initial plant growth sugarcane cv. IAC91-5155 under interaction effect of water and acid stress in the soil. For this, were quantified three compatible solutes content, as follows: proline, glycine betaine and trehalose. It was verified also the nitrate reductase activity as well the chlorophyll content. The study of all parameters aimed to propose the use components as physiological indicators to acclimation of sugarcane plants under interaction the both stress. The experiment was carried out in a greenhouse under 29.7±4.3oC and 75±10%. Three water availability treatments (Field Capacity - FC%): control (70%), moderate stress (55%), and extreme stress (40%) and three soil acidification treatment (Base Saturation - BS%): control (55%), average acidity (33%), and high acidity (23%) were used. The experimental design used was the randomized blocks in a 3x3 factorial scheme and four replicates. After sixty days under stress were determined compatible solutes, nitrate reductase and chlorophyll content. Our results showed that there was the accumulation of three compatible solutes exhibiting osmotic adjustment. Glycine betaine and proline are both physiologic indicators of stresses interaction effect whereas trehalose indicates only water stress. The nitrate reductase activity can be used as water stress indicator and chlorophylls a, b and total are indicators to water or acid stress. The dry mass of shoot part, leaves number and leaf area are significantly reduced by stress in young sugarcane plants adjusted osmotically. The interaction of stresses cause decrease of dry mass while water stress reduces leaves number and leaf area. / Doutor

Pleurostima purpurea (Velloziaceae) é uma espécie rupícola encontrada em afloramentos rochosos do estado do Rio de Janeiro, sudeste do Brasil. Por apresentar notável capacidade de tolerar a dessecação vegetativa, este estudo teve o intuito de esclarecer detalhes sobre a estratégia ecofisiológica utilizada por tais plantas frente à desidratação do ambiente e as vantagens associadas ao processo. Para tanto foi analisada a dinâmica de trocas gasosas, o conteúdo de pigmentos fotossintéticos e o conteúdo relativo de água de tecidos foliares durante os processos de dessecação e reidratação de indivíduos adultos cultivados. Comportaram-se como homeohídricas típicas economizadoras de água sob condição de seca moderada que, quando agravada, assumiram o comportamento de pecilohídricas e peciloclorófilas. A suspensão da irrigação provocou o fechamento estomático sob conteúdo relativo de água foliar acima de 90%, levando a restrições sobre a transpiração e assimilação líquida de carbono até o estabelecimento da anabiose. Durante este processo, houve um atraso na diminuição do CRAfoliar em relação ao CRAplanta-solo. A degradação das clorofilas acompanhou a diminuição do CRAfoliar, o qual alcançou o valor médio mínimo de 17% sem incorrer na abscisão das folhas, enquanto sua resíntese somente se iniciou após a total reidratação dos mesmos tecidos. Durante todo este processo o conteúdo de carotenóides manteve-se estável. 12 horas de reidratação do solo de cultivo foram suficientes para a retomada respiratória. Um balanço positivo de CO2 foi observado a partir da 36ª hora de reidratação quando o grau de abertura estomática passou a ser maior do que o observado para o grupo controle. Comparando-se com as condições iniciais, 84 horas de reidratação foram suficientes para a recuperação fotossintética mesmo com uma recuperação apenas parcial do conteúdo de clorofilas. Assim como os tecidos foliares, suas raízes também devem ser tolerantes à dessecação. / Pleurostima purpurea (Velloziaceae), a rupicolous flowering species found in rock outcrops in Rio de Janeiro state, southeastern Brazil, show notable capacity to endure vegetative desiccation. This study had the intent to show more details about the ecophysiological strategy used by these plants facing a drying ambient and the advantages associated with the process. For this, it was analised the gas exchanges, photosynthetic pigments content, and relative water content of leaf tissues during desiccation and rehydration of cultivated individuals. They behaved typicaly as homeohydrics water savers under moderated drought condition that, when aggravated, prosecute with poikilohydric and poikilochlorophyllous behavior. After watering suspension, stomatic closing was observed under a relative leaf water content up to 90% that resulted in gas exchanges restrictions until the anabiosis. During this process, it was observed a delay in the leaf relative water content (RWCleaf) decrease comparing to the plant-soil relative water content (RWCplant-soil). The chlorophylls degradation acompanished the RWCleaf decrease, which achived the minimum average value of 17% without incur in leaves abscission, while its resynthesis just begun after the full leaves rehydration. During all of this process, the carotenoids content remained stable. Twelve hours of soil rehydration were sufficient for the respiration retake. A positive carbon balance was observed since the 36th hour of rehydration, when the degree of stomatic opening became bigger than that observed for the control group. Comparing with inicial conditions, 84 hours of rehydration were sufficient to photosynthetic recovery, even just with a parcial recovery of chlorophyll content. As well as the leaf tissues, its roots might be desiccation tolerants.

Pleurostima purpurea (Velloziaceae) é uma espécie rupícola encontrada em afloramentos rochosos do estado do Rio de Janeiro, sudeste do Brasil. Por apresentar notável capacidade de tolerar a dessecação vegetativa, este estudo teve o intuito de esclarecer detalhes sobre a estratégia ecofisiológica utilizada por tais plantas frente à desidratação do ambiente e as vantagens associadas ao processo. Para tanto foi analisada a dinâmica de trocas gasosas, o conteúdo de pigmentos fotossintéticos e o conteúdo relativo de água de tecidos foliares durante os processos de dessecação e reidratação de indivíduos adultos cultivados. Comportaram-se como homeohídricas típicas economizadoras de água sob condição de seca moderada que, quando agravada, assumiram o comportamento de pecilohídricas e peciloclorófilas. A suspensão da irrigação provocou o fechamento estomático sob conteúdo relativo de água foliar acima de 90%, levando a restrições sobre a transpiração e assimilação líquida de carbono até o estabelecimento da anabiose. Durante este processo, houve um atraso na diminuição do CRAfoliar em relação ao CRAplanta-solo. A degradação das clorofilas acompanhou a diminuição do CRAfoliar, o qual alcançou o valor médio mínimo de 17% sem incorrer na abscisão das folhas, enquanto sua resíntese somente se iniciou após a total reidratação dos mesmos tecidos. Durante todo este processo o conteúdo de carotenóides manteve-se estável. 12 horas de reidratação do solo de cultivo foram suficientes para a retomada respiratória. Um balanço positivo de CO2 foi observado a partir da 36ª hora de reidratação quando o grau de abertura estomática passou a ser maior do que o observado para o grupo controle. Comparando-se com as condições iniciais, 84 horas de reidratação foram suficientes para a recuperação fotossintética mesmo com uma recuperação apenas parcial do conteúdo de clorofilas. Assim como os tecidos foliares, suas raízes também devem ser tolerantes à dessecação. / Pleurostima purpurea (Velloziaceae), a rupicolous flowering species found in rock outcrops in Rio de Janeiro state, southeastern Brazil, show notable capacity to endure vegetative desiccation. This study had the intent to show more details about the ecophysiological strategy used by these plants facing a drying ambient and the advantages associated with the process. For this, it was analised the gas exchanges, photosynthetic pigments content, and relative water content of leaf tissues during desiccation and rehydration of cultivated individuals. They behaved typicaly as homeohydrics water savers under moderated drought condition that, when aggravated, prosecute with poikilohydric and poikilochlorophyllous behavior. After watering suspension, stomatic closing was observed under a relative leaf water content up to 90% that resulted in gas exchanges restrictions until the anabiosis. During this process, it was observed a delay in the leaf relative water content (RWCleaf) decrease comparing to the plant-soil relative water content (RWCplant-soil). The chlorophylls degradation acompanished the RWCleaf decrease, which achived the minimum average value of 17% without incur in leaves abscission, while its resynthesis just begun after the full leaves rehydration. During all of this process, the carotenoids content remained stable. Twelve hours of soil rehydration were sufficient for the respiration retake. A positive carbon balance was observed since the 36th hour of rehydration, when the degree of stomatic opening became bigger than that observed for the control group. Comparing with inicial conditions, 84 hours of rehydration were sufficient to photosynthetic recovery, even just with a parcial recovery of chlorophyll content. As well as the leaf tissues, its roots might be desiccation tolerants.

Karotenoidy jsou přírodní pigmenty vyskytující se v mikroorganismech jako jsou řasy, kvasinky a sinice. Představují nejrozšířenější skupinu antioxidantů s významným biologickým účinkem. V současnosti vzrůstá zájem o karotenoidy vzhledem k jejich příznivým vlivům na lidské zdraví. Chlorofyly jsou zelená fotosyntetická barviva, která nacházejí uplatnění v potravinářství jako intenzivní zelená barviva. Koenzym Q je znám svým pozitivním vlivem pro správnou funkci řady orgánů v lidském těle. Ergosterol je nedílnou součástí membrán kvasinek a hub. Je to provitamin D2, který je důležitou součástí imunitního systému. Mikrobiální lipidy, nebo také ‚‚Single cell oils‘‘ jsou charakteristické vysokým obsahem zdraví prospěšných nenasycených mastných kyselin, které lze využít ve farmacii či kosmetice. Mikrobiální lipidy jsou dále studovány jako alternativa pro výrobu biopaliv. Dizertační práce byla zaměřena na studium a možnosti optimalizace produkce lipidů a lipidických látek vybranými kmeny karotenogenních kvasinek, mikrořas a sinic. V rámci práce byly testované kvasinky rodu Rhodotorula, Rhodosporidium, Cystofilobasidium a Sporidiobolus podrobené kultivacím na sérií médií s různými C/N poměry v rozsahu 13 až 100, obsahujících upravené odpadní substráty z potravinářského průmyslu. Vybrané kmeny byly poté kultivovány v bioreaktorech v médiu obsahujícím kombinaci odpadních substrátů. Kultivace mikrořas rodu Desmodesmus, Scenedesmus, Chlorella, Coccomyxa, Chlamydomonas, Botryococcus se zabývaly optimalizací jednotlivých komponent média a aplikací různých stresů s cílem navýšení produkce studovaných metabolitů. V rámci experimentů s extrémofilní mikrořasou Coccomyxa byly provedeny pilotní velkoobjemové kultivace v otevřených nádržích. V závěrečné části byl provedeny pilotní screeningové a velkoobjemové bioreaktorové experimenty zaměřené na možnosti kokultivace karotenogenních kvasinek a mikrořas. Testované kmeny kvasinek byly s rozdílnou úspěšností schopny utilizovat média obsahující hydrolyzované odpadní substráty. Nejlepším kmenem byl Sporidiobolus pararoseus, který na médiích dosahoval nejvyšších produkcí biomasy i sledovaných metabolitů. Z testovaných odpadních substrátů byla nejlepší kombinace odpadního fritovacího oleje a hydrolyzátu kávové sedliny. Úspěšná optimalizace složení hlavních komponent minerálního média vedla k zvýšené produkci studovaných metabolitů. Největší vliv měl optimální poměr P/N a aplikace oxidačního stresu. Nejlepších výsledků dosáhly mikrořasy rodu Desmodesmus a Scenedesmus. Velkoobjemové kultivace Coccomyxy onubensis potvrdily rezistenci kultury proti kontaminaci vnějšími vlivy a schopnost růstu za vysoké teploty a intenzity světelného záření. Kokultivační experimenty potvrdily schopnost symbiotického růstu kvasinek a mikrořas. Nejlepších výsledků dosahovaly všechny testované kvasinky s mikrořasami rodu Demsodesmus a Scenedesmus a v menší míře i rodu Coccomyxa.

The aims of this work were 1) to assess whether sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) genotypes originating from the India can be grown and analyzed in the climatic conditions of central Europe and 2) to find out the utilization potential of selected non- destructive and destructive methods based mostly on the chlorophyll a fluorescence measurements and the determination of photosynthetic pigments' content for the differentiation of sorghum genotypes based on their presumed drought tolerance. Field experiments made during 2 years compared 15 genotypes of this species (2 stay-green parental lines, 2 senescent parental lines and 11 introgression lines with stay-green loci), 2 of these genotypes were further analyzed in greenhouse conditions where the water deficit was induced by a cessation of watering for 12 days. The field-grown plants showed some differences between individual genotypes in all measured parameters; however, for the majority of the genotypes these differences were not statistically significant. The stay-green parental genotype B35 differred the most from the other ones in both field seasons, but the other stay-green genotypes usually did not differ from the senescent genotypes. No significant differences between both greenhouse-tested genotypes (presumably contrasting in their...