Este trabalho descreve as ocorrências naturais de flavonóides, cumarinas e benzofuranos na família de plantas, Asteraceae / Compositae. Tem como objetivo principal classificar os referidos metabólitos secundários como possíveis marcadores quimiotaxonômicos da família bem como fazer previsões de suas ocorrências naquela. Para sua realização, foi montado um banco de dados de ocorrências desses produtos naturais a partir da literatura especializada. Os números de ocorrências das três classes químicas (flavonóides, 4369;cumarinas, 961; benzofuranos, 628) foram avaliados através de programas computacionais. Com estes foram feitas matrizes de correlações, regressões lineares múltiplas, e gráficos variados. Foram também correlacionados os números de oxidação (NOXs) médios de cada classe química (exceto os dos benzofuranos, devido a algumas dúvidas suscitadas de sua rota biogenética) com a finalidade de estudos de passos evolutivos de táxons. Os resultados do estudo apontam alguns esqueletos carbônicos de cumarinas e benzofuranos que podem provavelmente servir como marcadores químicos em nível de tribos e subtribos da família. Quanto aos flavonóides, já são considerados, em nível infrafamiliar, como marcadores químicos alguns tipos de esqueletos carbônicos com padrões de substituição mais específicos. Foram montadas algumas equações empíricas capazes de prever ocorrências e NOXs das classes químicas envolvidas neste trabalho para as tribos e subtribos da família, com um grau de confiabilidade de 95%. Para este estudo usou-se como base taxonômica a classificação de Asteraceae mais recente de Bremer (1994). / This work describes the natural occurrences of flavonoids, coumarins and benzofurans in the family of plants, Asteraceae / Compositae. It has as main purpose to classify the referred secondary metabolites as possible chemotaxonomic markers of the family as well as to do predictions of occurrences of the latter. For its accomplishment, a database of occurrences of those natural products was set up from the specialized literature. The numbers of occurrences of the three chemical classes (flavonoids, 4369; coumarins, 961; benzofurans, 628) were appraised with use of statistical computacional programs. With aid of these were made correlation matrices of the occurrences, multiple linear regressions, numerous diverse diagrams. The average oxidation numbers (OXNs) of each chemical class (except the ones of the benzofurans, due to some doubts raised on their biogenetical route) were also correlated with the purpose of studies on evolutionary steps of the taxa. The results of the study point some carbon skeletons of coumarins and benzofurans that can probably serve as chemical markers at tribe and subtribe levels of the family. In relation to the flavonoids, these are already considered, at infrafamilial level, as chemical markers, especially some types of carbon skeletons bearing more specific substitution patterns. Were also mounted some empirical equations capable of predicting occurrences and average OXNs of the chemical classes involved in this work for the tribes and subtribes of the family, with a 95% reliability degree. For this work was also ulilized as taxonomic base the most recent classification of the Asteraceae of Bremer (1994a).

A presença de sistemas subterrâneos em plantas do Cerrado é uma característica que há algum tempo vem atraindo a atenção de pesquisadores. Suas funções adaptativas e ecológicas já são bem conhecidas, mas devido à diversidade de tipos a denominação desses órgãos nem sempre é aplicada corretamente, já que muitas vezes são realizados apenas estudos morfológicos que se mostram insuficientes. Portanto, análises anatômicas representam uma ferramenta indispensável na correta aplicação terminológica dessas estruturas. A família Asteraceae, muito bem representada no Cerrado paulista, apresenta grande quantidade de espécies que possuem sistemas subterrâneos espessados com capacidade gemífera e que acumulam frutanos como fonte de reservas. Essas características permitem a sobrevivência das plantas nesse ecossistema garantindo a regeneração da parte aérea que é eliminada devido a episódios de fogo ou seca prolongada, fenômenos comuns no Cerrado, ressaltando a importância desses órgãos subterrâneos na contribuição para o banco de gemas. Em sistemas subterrâneos espessados de Asteraceae, apesar de haver poucos estudos que enfoquem este assunto, observa-se a ocorrência de estruturas secretoras com valor diagnóstico que auxiliam estudos taxonômicos da família e possuem importante papel ecológico, já que constituem estratégia de defesa contra herbivoria. No entanto, devido à realização de análises incompletas verificada na literatura, muitas vezes os espaços secretores internos são genericamente denominados como canais, quando em observações em secções longitudinais, verifica-se que na verdade não são estruturas alongadas ou sua formação ocorre de maneira diversa. Alguns sistemas subterrâneos permitem a propagação vegetativa das plantas e podem constituir importante estratégia adaptativa no Cerrado. A relação entre a taxa germinativa e a capacidade de propagar-se vegetativamente explica os diferentes resultados obtidos em ensaios de germinação de sementes de espécies que possuem ou não a capacidade de reprodução clonal através de suas estruturas subterrâneas. O conjunto de informações obtidas, não só contribui para ampliar o conhecimento da flora do Cerrado, mas também fornece argumentos que justifiquem a sua conservação. / It has some time that the presence of underground systems in plants from Cerrado is a feature that has been attracting the researchers attention. Their ecological and adaptive functions are already well-known, but due to the diversity of underground organs types the denomination of these organs is not always correctly applied, since many times only morphological studies are performed what have shown unsatisfactory. Therefore anatomical analyses represent an essential tool to the correct terminological application of these structures. The family Asteraceae, very well represented in the Cerrado of the São Paulo state, exhibit great amount of species that possess bud bearing thickened underground systems that accumulate fructans of the inulin type as reserve compounds. These features allow the plants survival in this ecosystem assuring the regeneration of the aerial part that is eliminated due to fire episodes or extended dry, common phenomenon in Cerrado, reinforcing in this way the importance of these underground organs in the contribution to the bud bank. In thickened underground systems of Asteraceae in spite of having few studies which focus this subject, it is observed the occurrence of secretory structures with diagnosis value that aid taxonomic studies of the family and possess important ecological role since they constitute protection strategy against herbivory. Nevertheless due to the achievement of incomplete analysis as verified in the literature, many times the internal secretory spaces are generically named as canals, while in longitudinal sections observations it is verified that they are not actually elongated structures or their formation occurs of diverse way. Some underground systems allow the vegetative propagation of the plants and they can constitute important adaptation strategy in Cerrado. The relation between the germination rates and the vegetative propagation capacity explains the different results obtained in seed germination experiments of species that possess or not clonal reproduction capacity through their underground structures. The whole of information obtained contribute to extend the knowledge about the Cerrado flora and also provides arguments that justify its conservation.

A ocorrência de frutanos em espécies de Asteraceae foi amplamente documentada para a flora da região de cerrado da Reserva Biológica e Estação Experimental de Moji Guaçu. Dentre estas espécies destaca-se Vernonia herbacea, uma planta perene que apresenta órgãos subterrâneos de reserva, denominados rizóforos, que acumulam altos teores de frutanos do tipo inulina. Seu crescimento sazonal é caracterizado pela brotação das gemas existentes nos rizóforos, na primavera, seguida de floração e crescimento vegetativo intenso no verão e dormência no inverno. O conteúdo de frutanos diminui durante a brotação e floração, pois este carboidrato parece ser utilizado para a regeneração dos ramos aéreos que ocorre nesta fase. Estudos preliminares mostraram que a FEH, responsável pela mobilização dos frutanos, apresenta atividade elevada apenas durante a brotação; a despolimerização dos frutanos nos rizóforos de V. herbacea nesta fase foi evidenciada pelo aumento de açúcar redutor, especialmente frutose. O presente estudo teve como objetivo principal a análise da atividade das enzimas envolvidas no metabolismo de frutanos e análise do conteúdo e da composição de frutanos em rizóforos de V. herbacea induzidas à brotação. A brotação foi induzida pela remoção dos ramos aéreos e as atividades das enzimas FEH , SST, FFT e INV foram determinadas a cada quatro dias durante um mês após a poda. Um aumento na atividade da FEH foi observado entre os dias 13 e 20 após a poda, o que coincidiu com o início da brotação dos novos ramos que ocorreu no 13º dia. Este resultado sugere que a despolimerização de frutanos e a brotação são processos concomitantes em V. herbacea, que ocorrem naturalmente durante o ciclo fenológico, mas que também podem ser induzidos em outras fases do ciclo fenológico pela remoção dos ramos aéreos. A FFT parece atuar junto à FEH na diminuição do tamanho das cadeias de frutanos durante a rebrota, enquanto a SST é inibida devido, possivelmente, à interrupção do fornecimento de sacarose aos rizóforos pelos órgãos aéreos. Para a caracterização e purificação parcial da FEH de rizóforos de V. herbacea foram utilizados rizóforos de plantas induzidas à brotação através da remoção dos ramos aéreos. O extrato bruto apresentou, para atividade de FEH, pH ótimo de 4,5, temperatura ótima em 30 ºC e curva sigmoidal de concentração de substrato, sugerindo tratar-se de uma enzima alostérica. Esta enzima também apresentou maior especificidade por ligações do tipo b-2,1 do que sobre ligações b-2,6, e maior afinidade por frutanos de cadeias curtas quando comparadas com frutanos de cadeias longas. Utilizando precipitação com sulfato de amônia, cromatografia de afinidade e cromatografias de troca aniônica e catiônica, quatro frações com atividade de FEH foram purificadas. Destas quatro frações, duas foram submetidas à cromatografia de exclusão molecular, sendo que os pesos moleculares estimados para uma delas foi de 21 kDa e para outra, esta medida situou-se entre 155 e 39 kDa, devido à ampla faixa de exclusão da coluna utilizada. Os pesos moleculares das outras duas frações foram estimados por SDS-PAGE, sendo que as bandas visualizadas corresponderam a 81,3 e 57,5 kDa para uma e 57,5 kDa para a outra fração. / The occurrence of fructans has been reported in native species of a cerrado area of Reserva Biológica e Estação Experimental de Moji Guaçu. Vernonia herbacea, one of these species, presents underground organs named rhizophores which accumulate fructans of the inulin type as reserve carbohydrate. The seasonal growth pattern exhibited by plants of V. herbacea includes sprouting of buds from the rhizophores in spring, followed by a period of flower development and vegetative growth in summer, and dormancy in winter. The fructan content decreases during sprouting and flowering due to mobilization of this carbohydrate during the regeneration of the new shoots. Preliminary studies showed that FEH, the enzyme responsible for the mobilization of fructan, shows high activity only during sprouting. Fructan mobilization was detected by the increase in the amount of reducing sugar released, namely fructose. The aim of this work was to analyze the activities of the enzymes of fructan metabolism, FEH, SST, FFT and invertase and the fructan contents in rhizophores of plants induced to sprouting by defoliation. The enzyme activities were measured every 4 th day for a month after defoliation. Sprouting of new shoots started around the 13 th day, while an increase in FEH activity was detected between 13 and 20 days after defoliation. The results suggest that fructan depolimerization and sprouting are concomitant processes in V. herbacea that occur naturally during the phenological cycle; however, these processes can also be induced by defoliation during other stages of the phenological cycle. FFT seems to act together with FEH by catalyzing the decrease in fructan chain size during shoot regrowth, while SST was inhibited, possibly, due to interruption of sucrose supply to rhizophores from the aerial organs. The characterization and partial purification of FEH were done using rhizophores from plants which were induced to sprouting by defoliation. The optimal pH and temperature for FEH activity were pH4,5 and 30ºC, respectively. The substrate concentration curve exhibited a sigmoid shape, suggesting that FEH of V. herbacea is an alosteric enzyme. Additionally, this enzyme shows more specificity to b-2,1 than to b-2,6 linked fructan and higher affinity for short chain when compared to long chain fructans. Four fractions presenting FEH activity were partially purified by a combination of ammonium sulfate precipitation, affinity chromatography, and anion and cation exchange chromatographies. Two of these were submitted to size exclusion chromatography and the apparent molecular size for one of them was 21 kDa and for the other it was estimated to be between 39 and 155 kDa, due to the wide exclusion limit of the column used. The molecular size of the next two fractions were estimated by SDS- PAGE and the visualized bands corresponded to 81.3 and 57.5 kDa for the first fraction and to 57.5 kDa for the second one.

Foram estudados os efeitos da deficiência hídrica e da aplicação de ácido abscísico (ABA) sobre alguns aspectos fisiológicos e a produção de flavonóides em plantas de calêndula. Testaramse quatro intervalos de suspensão da irrigação (controle - irrigação diária; 3; 6 e 9 dias sem irrigar) acompanhados por três doses de ABA (0, 10 e 100 µM), resultando em 12 tratamentos. O experimento foi instalado em condições de casa de vegetação com plantas envasadas. Os tratamentos foram aplicados no início do florescimento e seus efeitos foram avaliados pelo conteúdo relativo de água na folha (CRA) e trocas gasosas (A= fotossíntese líquida, gs= condutância estomática, E= transpiração, Ci= concentração intercelular de CO2 e TL= temperatura da folha); por meio de analisador portátil por infra-vermelho. A eficiência do uso da água (EUA) foi calculada como A/E. Aos 3 dias de suspensão da irrigação as plantas de calêndula não apresentaram alterações significativas nas variáveis de trocas gasosas avaliadas. Aos 6 dias de deficiência hídrica as variáveis Ci, CRA e EUA não apresentaram diferença em relação aos tratamentos com suprimento constante de água, acrescidos ou não de ABA. Porém, a imposição de estresse hídrico somada à aplicação de ABA nas plantas resultou em diminuição nos valores de E, gs, A e TL em relação aos tratamentos controle. Aos 9 dias sem irrigar ocorreram mudanças drásticas nas plantas, sendo que todos os parâmetros de trocas gasosas avaliados apresentaram reduções significativas em relação aos tratamentos controle (irrigação diária com ou sem ABA). Concluiu-se que a aplicação exógena de ABA mimetizou as respostas fotossintéticas da planta ao estresse hídrico, sendo que o efeito principal deste biorregulador foi o de causar diminuição na gs. Porém, esta redução na gs só foi acompanhada de uma redução em A quando as plantas estavam submetidas à deficiência hídrica. O efeito residual do ABA nas plantas foi de apenas 7-8 dias e portanto, as variações observadas aos 6 dias de deficiência hídrica foram provavelmente induzidas pelo ABA ; enquanto que as diferenças observadas aos 9 dias foram exclusivamente causadas pela deficiência hídrica. Não houve diferença significativa entre as diferentes intensidades de deficiência hídrica testadas com relação ao acúmulo de flavonóides nas inflorescências de calêndula. Entretanto, a aplicação de ABA provocou uma diminuição de até 50% no teor de flavonóides, tanto nas plantas controle (bem hidratadas) como nas plantas submetidas ao estresse hídrico, para todas as intensidades testadas. Concluiu-se que o ABA restringe a rota biossintética de flavonóides. / It was evaluated the effects of water deficit and abscisic acid (ABA) application on some physiological parameters and flavonoid production in marigold plants. It was tested four intervals of withholding water (control - diary irrigation, 3, 6 and 9 days without irrigation) accomplished of 3 concentrations of ABA (0, 10 e 100 µM), resulting in 12 treatments. The experiment was performed under nursery conditions with plotted plants. The treatments were applied in the beginning of blooming and their effects were evaluated by the relative water content (RWC) and leaf gas exchange (A= net photosynthesis, gs= stomatal conductance, E= evaporation, Ci= CO2 intercellular concentration and TL=leaf temperature); using a portable infrared gas analyzer. The water use efficiency (EUA) was calculated as A?E. At 3 days of water suppression the marigold plants did not showed significant alterations in leaf gas exchange evaluated parameters. At 6 days of water deficit the parameters Ci, RWC and EUA did not showed difference in relation to the treatments with daily irrigation, added or not of ABA. However, the water stress plus ABA application resulted in smaller values of E, gs and A in relation to control plants. At 9 days of water deficit there were drastic changes in the plants, with significant reductions in all leaf gas exchange parameters evaluated in relation to control treatments (daily irrigation with or without ABA). It was concluded that exogenous ABA application mimics the plant photosynthetic responses to water stress, and the main ABA effect was to cause a reduction on gs. However, this gs reduction only was accomplished of a reduction in A when the plants were submitted to the water deficit. The residual effect of ABA in plants was only 7-8 days and so, the differences observed at the 6 days of water deficit were probably inducted by the ABA, yet differences observed at the 9 days were exclusively caused by the water deficit. There was no significant difference among the different levels of water deficit used in relation to total flavonoids content in inflorescences of marigold. However, ABA application resulted in a reduction of almost 50% in flavonoids content, in well watered plant as well as stressed plants, for all levels of water deficit tested. It was concluded that ABA restricts the biosynthetic rote of flavonoids.

Thesis (Ph. D.)--University of Pretoria, 2002. / Includes bibliographical references.

Thesis (Ph. D.) (Botany)--University of Pretoria, 2002.

A ocorrência de frutanos em espécies de Asteraceae foi amplamente documentada para a flora da região de cerrado da Reserva Biológica e Estação Experimental de Moji Guaçu. Dentre estas espécies destaca-se Vernonia herbacea, uma planta perene que apresenta órgãos subterrâneos de reserva, denominados rizóforos, que acumulam altos teores de frutanos do tipo inulina. Seu crescimento sazonal é caracterizado pela brotação das gemas existentes nos rizóforos, na primavera, seguida de floração e crescimento vegetativo intenso no verão e dormência no inverno. O conteúdo de frutanos diminui durante a brotação e floração, pois este carboidrato parece ser utilizado para a regeneração dos ramos aéreos que ocorre nesta fase. Estudos preliminares mostraram que a FEH, responsável pela mobilização dos frutanos, apresenta atividade elevada apenas durante a brotação; a despolimerização dos frutanos nos rizóforos de V. herbacea nesta fase foi evidenciada pelo aumento de açúcar redutor, especialmente frutose. O presente estudo teve como objetivo principal a análise da atividade das enzimas envolvidas no metabolismo de frutanos e análise do conteúdo e da composição de frutanos em rizóforos de V. herbacea induzidas à brotação. A brotação foi induzida pela remoção dos ramos aéreos e as atividades das enzimas FEH , SST, FFT e INV foram determinadas a cada quatro dias durante um mês após a poda. Um aumento na atividade da FEH foi observado entre os dias 13 e 20 após a poda, o que coincidiu com o início da brotação dos novos ramos que ocorreu no 13º dia. Este resultado sugere que a despolimerização de frutanos e a brotação são processos concomitantes em V. herbacea, que ocorrem naturalmente durante o ciclo fenológico, mas que também podem ser induzidos em outras fases do ciclo fenológico pela remoção dos ramos aéreos. A FFT parece atuar junto à FEH na diminuição do tamanho das cadeias de frutanos durante a rebrota, enquanto a SST é inibida devido, possivelmente, à interrupção do fornecimento de sacarose aos rizóforos pelos órgãos aéreos. Para a caracterização e purificação parcial da FEH de rizóforos de V. herbacea foram utilizados rizóforos de plantas induzidas à brotação através da remoção dos ramos aéreos. O extrato bruto apresentou, para atividade de FEH, pH ótimo de 4,5, temperatura ótima em 30 ºC e curva sigmoidal de concentração de substrato, sugerindo tratar-se de uma enzima alostérica. Esta enzima também apresentou maior especificidade por ligações do tipo b-2,1 do que sobre ligações b-2,6, e maior afinidade por frutanos de cadeias curtas quando comparadas com frutanos de cadeias longas. Utilizando precipitação com sulfato de amônia, cromatografia de afinidade e cromatografias de troca aniônica e catiônica, quatro frações com atividade de FEH foram purificadas. Destas quatro frações, duas foram submetidas à cromatografia de exclusão molecular, sendo que os pesos moleculares estimados para uma delas foi de 21 kDa e para outra, esta medida situou-se entre 155 e 39 kDa, devido à ampla faixa de exclusão da coluna utilizada. Os pesos moleculares das outras duas frações foram estimados por SDS-PAGE, sendo que as bandas visualizadas corresponderam a 81,3 e 57,5 kDa para uma e 57,5 kDa para a outra fração. / The occurrence of fructans has been reported in native species of a cerrado area of Reserva Biológica e Estação Experimental de Moji Guaçu. Vernonia herbacea, one of these species, presents underground organs named rhizophores which accumulate fructans of the inulin type as reserve carbohydrate. The seasonal growth pattern exhibited by plants of V. herbacea includes sprouting of buds from the rhizophores in spring, followed by a period of flower development and vegetative growth in summer, and dormancy in winter. The fructan content decreases during sprouting and flowering due to mobilization of this carbohydrate during the regeneration of the new shoots. Preliminary studies showed that FEH, the enzyme responsible for the mobilization of fructan, shows high activity only during sprouting. Fructan mobilization was detected by the increase in the amount of reducing sugar released, namely fructose. The aim of this work was to analyze the activities of the enzymes of fructan metabolism, FEH, SST, FFT and invertase and the fructan contents in rhizophores of plants induced to sprouting by defoliation. The enzyme activities were measured every 4 th day for a month after defoliation. Sprouting of new shoots started around the 13 th day, while an increase in FEH activity was detected between 13 and 20 days after defoliation. The results suggest that fructan depolimerization and sprouting are concomitant processes in V. herbacea that occur naturally during the phenological cycle; however, these processes can also be induced by defoliation during other stages of the phenological cycle. FFT seems to act together with FEH by catalyzing the decrease in fructan chain size during shoot regrowth, while SST was inhibited, possibly, due to interruption of sucrose supply to rhizophores from the aerial organs. The characterization and partial purification of FEH were done using rhizophores from plants which were induced to sprouting by defoliation. The optimal pH and temperature for FEH activity were pH4,5 and 30ºC, respectively. The substrate concentration curve exhibited a sigmoid shape, suggesting that FEH of V. herbacea is an alosteric enzyme. Additionally, this enzyme shows more specificity to b-2,1 than to b-2,6 linked fructan and higher affinity for short chain when compared to long chain fructans. Four fractions presenting FEH activity were partially purified by a combination of ammonium sulfate precipitation, affinity chromatography, and anion and cation exchange chromatographies. Two of these were submitted to size exclusion chromatography and the apparent molecular size for one of them was 21 kDa and for the other it was estimated to be between 39 and 155 kDa, due to the wide exclusion limit of the column used. The molecular size of the next two fractions were estimated by SDS- PAGE and the visualized bands corresponded to 81.3 and 57.5 kDa for the first fraction and to 57.5 kDa for the second one.

Foram estudados os efeitos da deficiência hídrica e da aplicação de ácido abscísico (ABA) sobre alguns aspectos fisiológicos e a produção de flavonóides em plantas de calêndula. Testaramse quatro intervalos de suspensão da irrigação (controle - irrigação diária; 3; 6 e 9 dias sem irrigar) acompanhados por três doses de ABA (0, 10 e 100 µM), resultando em 12 tratamentos. O experimento foi instalado em condições de casa de vegetação com plantas envasadas. Os tratamentos foram aplicados no início do florescimento e seus efeitos foram avaliados pelo conteúdo relativo de água na folha (CRA) e trocas gasosas (A= fotossíntese líquida, gs= condutância estomática, E= transpiração, Ci= concentração intercelular de CO2 e TL= temperatura da folha); por meio de analisador portátil por infra-vermelho. A eficiência do uso da água (EUA) foi calculada como A/E. Aos 3 dias de suspensão da irrigação as plantas de calêndula não apresentaram alterações significativas nas variáveis de trocas gasosas avaliadas. Aos 6 dias de deficiência hídrica as variáveis Ci, CRA e EUA não apresentaram diferença em relação aos tratamentos com suprimento constante de água, acrescidos ou não de ABA. Porém, a imposição de estresse hídrico somada à aplicação de ABA nas plantas resultou em diminuição nos valores de E, gs, A e TL em relação aos tratamentos controle. Aos 9 dias sem irrigar ocorreram mudanças drásticas nas plantas, sendo que todos os parâmetros de trocas gasosas avaliados apresentaram reduções significativas em relação aos tratamentos controle (irrigação diária com ou sem ABA). Concluiu-se que a aplicação exógena de ABA mimetizou as respostas fotossintéticas da planta ao estresse hídrico, sendo que o efeito principal deste biorregulador foi o de causar diminuição na gs. Porém, esta redução na gs só foi acompanhada de uma redução em A quando as plantas estavam submetidas à deficiência hídrica. O efeito residual do ABA nas plantas foi de apenas 7-8 dias e portanto, as variações observadas aos 6 dias de deficiência hídrica foram provavelmente induzidas pelo ABA ; enquanto que as diferenças observadas aos 9 dias foram exclusivamente causadas pela deficiência hídrica. Não houve diferença significativa entre as diferentes intensidades de deficiência hídrica testadas com relação ao acúmulo de flavonóides nas inflorescências de calêndula. Entretanto, a aplicação de ABA provocou uma diminuição de até 50% no teor de flavonóides, tanto nas plantas controle (bem hidratadas) como nas plantas submetidas ao estresse hídrico, para todas as intensidades testadas. Concluiu-se que o ABA restringe a rota biossintética de flavonóides. / It was evaluated the effects of water deficit and abscisic acid (ABA) application on some physiological parameters and flavonoid production in marigold plants. It was tested four intervals of withholding water (control - diary irrigation, 3, 6 and 9 days without irrigation) accomplished of 3 concentrations of ABA (0, 10 e 100 µM), resulting in 12 treatments. The experiment was performed under nursery conditions with plotted plants. The treatments were applied in the beginning of blooming and their effects were evaluated by the relative water content (RWC) and leaf gas exchange (A= net photosynthesis, gs= stomatal conductance, E= evaporation, Ci= CO2 intercellular concentration and TL=leaf temperature); using a portable infrared gas analyzer. The water use efficiency (EUA) was calculated as A?E. At 3 days of water suppression the marigold plants did not showed significant alterations in leaf gas exchange evaluated parameters. At 6 days of water deficit the parameters Ci, RWC and EUA did not showed difference in relation to the treatments with daily irrigation, added or not of ABA. However, the water stress plus ABA application resulted in smaller values of E, gs and A in relation to control plants. At 9 days of water deficit there were drastic changes in the plants, with significant reductions in all leaf gas exchange parameters evaluated in relation to control treatments (daily irrigation with or without ABA). It was concluded that exogenous ABA application mimics the plant photosynthetic responses to water stress, and the main ABA effect was to cause a reduction on gs. However, this gs reduction only was accomplished of a reduction in A when the plants were submitted to the water deficit. The residual effect of ABA in plants was only 7-8 days and so, the differences observed at the 6 days of water deficit were probably inducted by the ABA, yet differences observed at the 9 days were exclusively caused by the water deficit. There was no significant difference among the different levels of water deficit used in relation to total flavonoids content in inflorescences of marigold. However, ABA application resulted in a reduction of almost 50% in flavonoids content, in well watered plant as well as stressed plants, for all levels of water deficit tested. It was concluded that ABA restricts the biosynthetic rote of flavonoids.

Orientadores: João Vasconcellos Neto, Valmir Antonio Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T19:35:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_GabrielaCristina_M.pdf: 3095027 bytes, checksum: d2c4b3f38ff2c7fa7f34af244255a3da (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Em comunidades, as relações tróficas entre os organismos raramente são lineares, sendo comum uma extensiva rede de interações. Em sistemas envolvendo três níveis tróficos, tais como plantas, herbívoros e predadores/parasitoides, pode ser desencadeada uma cascata trófica de cima para baixo, com efeitos positivos indiretos do terceiro nível trófico na população dos produtores, ou uma cascata de baixo para cima através dos produtores, influenciando os níveis tróficos superiores. Os capítulos de Compostas (plantas da Família Asteraceae), constituem "ecossistemas em miniatura", com diversas interações tritróficas, i.e. proteção a herbívoros endófagos, sujeitos à predação e parasitismo especializado. Por serem componentes importantes em sistemas tróficos complexos do qual pouco se conhece, fez-se necessário a investigação das interações tritróficas entre Trichogoniopsis adenantha, herbívoros endófagos de capítulos e parasitoides associados. Este estudo foi desenvolvido na Serra do Japi, Jundiaí-SP, onde foi feita a coleta mensal de dados da fenologia de T. adenantha, coleta de capítulos para contagem e classificação de herbívoros endófagos e parasitoides, análise das taxas de ataque, análise da dinâmica populacional de cada componente do sistema, análise das relações com as variáveis climáticas e sincronia entre as populações, e análise do total de sementes fertilizadas em capítulos intactos, com endófagos e/ou parasitoides. T. adenantha possui sazonalidade para ramos vegetativos e reprodutivos, com picos no outono, porém sem relação com as variáveis climáticas. Entretanto, cada fenofase do capítulo apresentou sazonalidade com influências das variáveis climáticas. O pico populacional de Trupanea sp. (Diptera, Tephritidae) ocorreu durante a fase reprodutiva de T. adenantha, quando a disponibilidade de capítulos é maior. Por outro lado, o pico populacional de Melanagromyza neotropica (Diptera, Agromyzidae) ocorreu em dezembro. No entanto, o pico populacional de ambos os endófagos ocorreu quando a disponibilidade de botões florais foi baixa. Desse modo, a planta utiliza uma estratégia para compensar a herbivoria, pois a elevada produção de capítulos excede a demanda e sacia os herbívoros. Além disso, o pico de produção de botões florais ocorreu no período frio, quando as populações dos endófagos estão baixas, como estratégia fenológica de escape no tempo para evitar o ataque dos endófagos a botões em formação. Contudo, a planta também utiliza fatores bióticos para complementar as estratégias de defesa, como aranhas e parasitoides, altamente sincronizados aos seus hospedeiros. Estes inimigos naturais atuam em conjunto nesse sistema, pois apenas Trupanea sp. é capturada por aranhas, mas aqueles que escapam desse ataque expõem sua prole aos parasitoides; com a queda da população de Trupanea sp., diminui a competição com M. neotropica, que terá um crescimento populacional, porém esse endófago possui um número maior de espécies de parasitoides, sendo seus únicos inimigos naturais nesse sistema. A presença de larvas parasitadas em capítulos resultou na menor média de sementes fecundadas, porém a quantidade de sementes fecundadas não apresentou relação com a abundância de parasitoides ou de endófagos, devido à relação com fatores climáticos. Concluiu-se que os efeitos "top-down" e "bottom-up" atuam conjuntamente no sistema T. adenantha ¿ herbívoros endófagos ¿ parasitoides, sendo de grande importância na manutenção do sistema e supressão dos efeitos da herbivoria dos endófagos / Abstract: In communities, trophic relationships between organisms are rarely linear, being common an extensive network of interactions. In systems involving three trophic levels, such as plants, herbivores and predators/parasitoids, it can be triggered a trophic cascade from top to bottom, with positive indirect effects of the third trophic level in the producers population, or a cascade upwards through the producers, influencing the higher trophic levels. The flower heads of Composite (plants of family Asteraceae), comprise "miniature ecosystems", with several tritrophic interactions, i.e. protection for endophagous herbivores, subject to predation and specialized parasitism. Because they are important components in complex trophic systems which little is known, it was necessary the investigation of the tritrophic interactions between Trichogoniopsis adenantha, flower heads endophagous and associated parasitoids. This study was conducted in Serra do Japi, Jundiaí-SP, where it has been done the monthly collection of the phenology of T. adenantha, collection of flower heads for counting and sorting of endophagous herbivores and parasitoids, analysis of the attack rates, analysis of the population dynamics of each system component, analysis of the relationships with climate variables and synchrony between the populations, and the analysis of total fertilized seeds in intact flower heads, with endophagous and/or parasitoids. T. adenantha have seasonality for vegetative and reproductive branches, with peaks in autumn, but not related to the climatic variables. However, each phenophase of the flower heads has presented seasonality with influences of the climate variables. The Trupanea sp. (Diptera, Tephritidae) population peak occurred during the reproductive phase of T. adenantha, when the availability of flower heads is larger. On the other hand, the Melanagromyza neotropica (Diptera, Agromyzidae) population peak occurred in December. However, the population peak of both endophagous occurred when the availability of floral buds was low. Thus, the plant uses a strategy to compensate the herbivory, since the high production of flower heads exceeds the demand and quenches the herbivores. Moreover, the peak of production of flower buds occurred in the cold period, when the populations of endophagous are low, as phenological strategy of escape in time to avoid the attack of the endophagous to floral buds forming. However, the plant also uses biotic factors to complement the defense strategies, such as spiders and parasitoids, highly synchronized to their hosts. These natural enemies work together in this system, because only Trupanea sp. is captured by spiders, but those who escape from this attack expose their offspring to parasitoids; with Trupanea sp population falling, decreases the competition with M. neotropica, which will have a population growth, but this endophagous has a larger number of species of parasitoids, being their unique natural enemies in the system. The presence of parasitized larvae in flower heads resulted in the lowest average of fertilized seeds, but the amount of fertilized seeds showed no relationship with the abundance of parasitoids or endophagous, due to the relationship with climatic factors. It was concluded that the effects of "top-down" and "bottom-up" act jointly in system T. adenantha ¿ endophagous herbivores - parasitoids, being of great importance in system maintenance and eliminating the effects of the herbivory of endophagous / Mestrado / Ecologia / Mestra em Ecologia

Gazania is a small genus of the subtribe Gorteriinae, tribe Arctoteae, that is endemic to southern Africa. The genus was last revised in 1959 by Roessler, who noted that delimitation of the species of Gazania can be “extraordinarily difficult”. Morphometric data was collected to test the reality of the 16 species as delimited by Roessler, who based species boundaries on morphological characters. Only six taxa were found to be morphologically distinct, while the remaining samples showed no species cohesion. DNA sequence data from two nuclear spacer regions (ITS and ETS) and four chloroplast noncoding regions (the trnL and rpS16 introns, and the psbA-trnH and trnL-F spacers) of 43 samples were utilised to create a species level phylogeny and to investigate correlations between genetically delimited units and morphologically defined taxa. DNA sequence data reveal that seven species (as delimited by Roessler) are morphologically and genetically distinct. The remaining nine of Roessler’s species fall into a morphologically and genetically overlapping continuum that forms an ochlospecies. Phylogeographic methods (based on an expanded ITS and ETS DNA sequence data set from 169 samples) were employed to further resolve the limits of species, with special focus on the clades within the ochlospecies. These genetically defined clades were correlated with their geographical distributions, and in combination with molecular dating techniques, used to elucidate the recent climatic or environmental factors that may have shaped the phylogeographic structure of the genus. Phylogeographic patterns and molecular dating reveals that the genus Gazania is an example of a South African endemic clade that has undergone episodic cladogenesis in response to fluctuating climatic conditions over the last seven million years. The ochlospecies within Gazania is a result of repeated cycles of climate driven isolation in refugia and subsequent expansion and hybridization events during the Pliocene and Pleistocene. Comparisons with phylogeographic studies on other organisms reveal a common pattern indicative of the presence and evolutionary importance of an ancestral refugium in the arid Richtersveld / Namib region of southern Africa.