Submitted by MARCILENE MACHADO DOS SANTOS SARAH (marcilene.m.sarah@gmail.com) on 2018-07-20T14:51:05Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO - MARCILENE SARAH.pdf: 1469614 bytes, checksum: 7650422035f8634c8664c2ba24e1c108 (MD5) / Approved for entry into archive by Karina Gimenes Fernandes null (karinagi@fcav.unesp.br) on 2018-07-20T17:27:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sarah_mms_me_jabo.pdf: 1469614 bytes, checksum: 7650422035f8634c8664c2ba24e1c108 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-20T17:27:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sarah_mms_me_jabo.pdf: 1469614 bytes, checksum: 7650422035f8634c8664c2ba24e1c108 (MD5) Previous issue date: 2018-06-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A deficiência oculta de potássio (K) é comum em feijoeiro, mas o silício (Si) quando fornecido via solução nutritiva (raiz) ou via foliar pode aliviar os estresses ocasionados pela deficiência deste nutriente, entretanto, isso ainda não é conhecido nesta espécie. A partir disso, objetivou-se verificar a melhor fonte e concentração de Si aplicado via foliar, e se essa fonte fornecida via solução nutritiva e foliar é eficiente em mitigar os estresses por deficiência de potássio em feijoeiro. Para isso, foram desenvolvidos dois experimentos em casa de vegetação com plantas de feijão cultivadas em sistema hidropônico. Um estudo preliminar visou definir a melhor fonte e concentração de Si aplicados via foliar. O segundo experimento foi em esquema fatorial 2x3, com solução nutritiva deficiente (0,2 mmol L-1 de K) e suficiente (6 mmol L-1 de K) em potássio, e o fornecimento de Si foi via solução nutritiva (2 mmol L-1 de Si), foliar (5,36 mmol L-1 de Si) e controle (0 mmol L-1 de Si), disposto em delineamento inteiramente casualizado, em 4 repetições. Foram avaliados parâmetros fisiológicos, nutricionais e crescimento das plantas. E verificou-se que a pulverização foliar com Si foi viável agronomicamente para o feijoeiro, destacando-se o silicato de sódio e potássio estabilizado na concentração de 5,36 mmol L-1. A deficiência de K causou prejuízo no desenvolvimento das plantas de feijão que não receberam Si. O Si mitigou estresses por deficiência de K no feijoeiro devido a melhoria das variáveis nutricionais, fisiológicas e de crescimento, destacando-se o fornecimento de Si via solução nutritiva em relação a via foliar, embora essa última forma de aplicação do elemento benéfico também atenuou os efeitos da deficiência do macronutriente. / Undetected potassium (K) deficiency is common in bean plants. Although silicon (Si) supplied via nutrient solution (roots) or foliar application may alleviate the resulting stress, it remains unknown in this species. This pioneering study aimed to determine the best source and concentration of leaf-applied Si, and whether providing it via nutrient solution and foliar application is efficient in alleviating K deficiency stress in bean plants. To that end, two experiments were conducted in a greenhouse with bean plants grown in a hydroponic system. Due to the lack of reliable information for the bean plant, a preliminary study aimed at determining the best leaf-applied source and concentration of Si. The second experiment used a completely randomized 2x3 factorial design, with deficient (0.2 mmol L-1 of K) and sufficient potassium solution (6 mmol L-1 of K), Si supplied via nutrient solution (2 mmol L-1 of Si), foliar application (5.36 mmol L -1 of Si) and controls (0 mmol L-1 of Si), and 4 repetitions. Physiological, nutritional and plant growth parameters were measured. Foliar spraying with Si was agronomically feasible for the bean plant, with silicate of sodium and potassium stabilized at a concentration of 5.36 mmol L -1 . K deficiency without the addition of Si compromised plant growth. Si mitigated K deficiency stress in the bean plant due to enhanced nutritional, physiological and growth variables, underscoring Si supply via nutrient solution over foliar application, although the latter also attenuated K deficiency.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-10-26T17:17:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 585169 bytes, checksum: bb8673148e57aef7125e6803ccd7f4f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-26T17:17:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 585169 bytes, checksum: bb8673148e57aef7125e6803ccd7f4f5 (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O déficit hídrico, considerado um dos principais fatores limitantes da agricultura, afeta o desenvolvimento e o crescimento de inúmeras culturas, acarretando redução na produtividade e alterações na qualidade do produto final. As plantas respondem ao estresse hídrico de forma complexa, envolvendo uma gama de fatores relacionados a características genéticas, morfológicas, fisiológicas e mecanismos bioquímicos. A cultura da soja é importante mundialmente, devido ao alto teor de proteínas e lipídeos presente nos grãos. No entanto, é uma cultura bastante sensível ao déficit hídrico, em especial na fase reprodutiva, considerada um período decisivo no desenvolvimento dos grãos. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito do déficit hídrico, imposto no estádio reprodutivo de dois genótipos de soja, cultivada em casa de vegetação e em condições ambientais. Foram avaliados parâmetros fisiológicos (trocas gasosas, conteúdo relativo de água nas folhas e extravasamento de eletrólitos), bioquímicos (atividade de enzimas antioxidantes, proteína total solúvel das folhas e conteúdo de fenóis totais dos grãos), de produtividade (número de nós; número de vagens por vaso; número médio de grãos por vagem) e de qualidade nutricional dos grãos (teor de proteínas, lipídeos e flavonoides totais dos grãos). No experimento realizado em casa de vegetação, verificou-se que, o déficit hídrico afetou negativamente as trocas gasosas no estádio R5, enquanto o dano de membrana foi maior no estádio R3. A restrição hídrica de 60 % da capacidade de campo por cinco dias alterou a produtividade das plantas de ambos cultivares, sendo a NA 5909 a mais produtiva. O déficit hídrico no estádio R3 causou a cultivar ST 797 o maior número de vagens com grãos mal formados. O maior acúmulo de proteínas ocorreu em condições de plena irrigação e de restrição hídrica no estádio R3 pela cultivar ST 797. Esta cultivar também apresentou maior conteúdo de flavonoides. Já o maior teor de lipídeos foi observado na cultivar NA 5909 independente da condição hídrica imposta. No entanto, a restrição hídrica no estádio R5 reduziu acúmulo de lipídeos em ambas cultivares. No experimento conduzido em condições de campo foi observado que o déficit hídrico ocasionou uma redução da condutância estomática concomitante com a diminuição da fotossíntese e da transpiração. Essa redução da transpiração colaborou para o aumento da temperatura foliar nas plantas. A redução hídrica de 40% da capacidade de campo por cinco dias reduziu o conteúdo relativo de água foliar de ambas cultivares. A cultivar NA 5909 apresentou maior número de vagens mal formadas independente da condição hídrica. A restrição hídrica diminuiu o conteúdo de lipídeos em ambas cultivares. A cultivar ST 797 apresentou maior conteúdo de proteínas e flavonoides em condições de plena irrigação em comparação com a NA 5909. A baixa disponibilidade de água não acarretou redução no teor de proteínas e flavonoides. / The hydric deficit, considered one of the main limiting factors of agriculture, affects the development and the growth of numerous crops, resulting in a reduction in productivity and changes in the quality of the final product. The plants respond to the hydric stress in a complex way, involving a range of factors related to the genetic characteristics, morphological, physiological and biochemical mechanisms. The soybean crop is important worldwide, due to the high content of proteins and lipids present in the grains. However, it is a crop very sensitive to hydric deficit, especially in the reproductive stage, considered a decisive period in the development of the grains. Thus, the aim of the present work was to evaluate the hydric deficit effect, imposed in the reproductive stage of two soybean genotypes, grown under greenhouse conditions and under environmental conditions. Physiological parameters (gas exchange, relative content of water on leaves and electrolytes extravasation), biochemical (antioxidant enzymes activity, total soluble protein of leaves and total phenols content on grains), productivity (number of nodes, number of pods per pot, average number of grains per pod) and nutritional quality of grains (total protein content, lipids and total flavonoids of grains). In the greenhouse experiment, it was found that the hydric deficit negatively affected the gas exchanges in the R5 stage, while the membrane damage was higher in the R3 stage. The hydric restriction of 60% of the field capacity for five days changed the productivity of the plants of both cultivars, being the NA 5909 the most productive. Hydric deficit in the R3 stage caused to the ST 797 cultivar the greatest number of seed pods with malformed grains. The highest protein accumulation occurred in both, full irrigation and hydric restriction conditions, in the R3 stage by the ST 797 cultivar. It also presented the highest flavonoid content. The highest lipids content was observed in the NA 5909 cultivar, independent on the imposed hydric condition. However, the hydric restriction on the R5 stage reduced lipids accumulation on both cultivars. In the experiment conducted under field conditions, it was observed that the hydric deficit caused a reduction of the stomatal conductance concomitant with the photosynthesis and transpiration reduction. This transpiration reduction collaborated to the increase in plant leaf temperature. The 40% hydric reduction of the field capacity for five days decreased the relative content of leaf water of both cultivars. The cultivar NA 5909 presented the highest number of malformed seed pod independent of the hydric condition. The hydric restriction decreased the lipids content of both cultivars. The ST 797 cultivar presented highest protein content and flavonoids in full irrigation condition in comparison to NA 5909. The low water availability did not cause reduction on the protein and flavonoids content.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:06:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_angela_rohr.pdf: 1097467 bytes, checksum: 6a58273c690b74d83e088521e72f61ff (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / The potato is the third major food crop in the world and is one of the most sensitive species to water deficit. Given the climate change scenario, the cultivation of potatoe is highly threatened, and it is urgent the need to develop varieties adapted to this demand. This work was developed aiming to characterize the genetic structure of the potato germplasm from Embrapa breeding program and to evaluate the response of potato genotypes to water deficit in two growing seasons. To evaluate the genetic structure from potato germplasm, 131 genotypes were characterized with seven SSR loci. The results showed that although the evaluated germplasm has shown a wide and unstructured genetic variability, there is a trend of narrowing the genetic base that is actually being used by the breeding program. To evaluate the response of potato genotypes to drought stress, 12 genotypes were evaluated in two seasons, spring and fall, in hydroponic culture using polyethyleneglycol to simulate a water deficit of -0.129 MPa. The genotypes were evaluated with respect to various morphological and agronomic characters, such as root and shoot dry weight as well as number of tubers produced per plant. Based on the results of this work can be seen that the potato genotypes respond differently to drought stress depending on the growing season that it is cultivated, if spring or fall. It was also found that the negative effect of drought stress in tuber development and yield is more pronounced in spring season than in autumn. / A batata é o terceiro principal alimento no mundo e é um dos cultivos mais sensíveis ao déficit hídrico. Diante do cenário de mudanças climáticas o cultivo de batata está fortemente ameaçado, sendo urgente a necessidade de desenvolver variedades adaptadas a essa demanda. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de caracterizar a estrutura genética do germoplasma usado pelo programa de melhoramento da Embrapa e avaliar a resposta de genótipos de batata submetidos ao déficit hídrico em duas épocas de cultivo. O primeiro trabalho, para caracterizar a estrutura genética do germoplasma do programa de melhoramento de batata da Embrapa foi caracterizado 131 genótipos com sete loci SSR. Como resultado, embora o germoplasma avaliado tenha mostrado uma ampla variabilidade genética e não estruturada, há uma tendência de estreitamento da base genética que está efetivamente sendo utilizada pelo programa. No segundo trabalho, com o objetivo de verificar a resposta de genótipos de batata ao estresse hídrico foram avaliados doze genótipos, em duas épocas, primavera e outono, em cultivo hidropônico com o uso de polietilenoglicol simulando um déficit hídrico -0,129 Megapascal (MPa). Durante o experimento foram mensurados vários caracteres morfo-agronômicos, como a massa seca de raiz e de parte aérea e o número e massa seca de tubérculos produzidos por planta. Com base nos resultados obtidos foi constatado que os genótipos de batata respondem diferencialmente ao estresse hídrico dependendo da época de cultivo, se primavera ou outono. Também foi observado que o estresse hídrico provoca um efeito negativo no desenvolvimento e produção de tubérculos sendo que esse efeito é mais pronunciado no cultivo de primavera do que no outono.

Um grande empecilho para a manutenção e estabilidade da produção nacional de soja reside na suscetibilidade dos diferentes genótipos aos estresses ambientais. Tendo em vista a importância social e econômica da leguminosa e os efeitos extremamente danosos dos estresses abióticos sobre a agricultura, faz-se necessário maior conhecimento acerca das interações entre os estímulos estressores e as respostas da planta. A seca é considerada o principal fator limitante na produtividade agrícola. Sendo assim, a identificação e caracterização de genes responsivos a essa condição é um passo inicial na compreensão das respostas adaptativas ao déficit hídrico. Os genes Asr (ABA, Stress and Ripening) são induzidos por estresse e ácido abscísico (ABA) e seus níveis de expressão são rapidamente aumentados em resposta à salinidade e seca. Nesse estudo os genes da família Asr de soja foram clonados. Estas proteínas são hidrofílicas e ricas nos aminoácidos Ala, His, Glu e Lis, apresentando homologia com ASRs de outras plantas, como atestado nas análises de múltiplos alinhamentos. O perfil de expressão foi avaliado através de RT-qPCR em tempo real e revelou que Asr1 tem um distinto padrão de indução no nível de transcritos em folha sob tratamento com ABA, sal e seca, enquanto Asr3 apresenta padrão distinto de indução na expressão em raiz, sob tratamento com ABA e seca. Além disto, foram construídos vetores para a superexpressão e localização subcelular das proteínas ASR1, ASR2 e ASR3 em plantas. Plantas de Arabidopsis thaliana foram submetidas a um protocolo de transformação genética mediada por Agrobacterium. / One of the major obstacles to maintain the stability of the national production of soybean (Glycine max) lies on the susceptibility of different genotypes to abiotic stress. In view of the social and economic importance of soybean and due to the extremely harmful effects of stress in agriculture, detailed knowledge of the interaction between these stresses and plant response to environmental stimuli is necessary. Drought is considered the main abiotic limitation factor for agricultural productivity. Identification and characterization of responsive genes to this condition is an initial step in understanding the adaptive responses to drought. The Asr (ABA, Stress and Ripening) genes are induced by stress and abscisic acid (ABA) in plants, and their expression levels are quickly increased in response to salinity and drought. In this study Asr genes from Glycine max were cloned. These proteins were found to be hydrophilic and rich in amino acids Ala, His, Glu and Lys, showing homology with those of other plant Asr genes via multiple alignment analysis. RT-qPCR analyses revealed that Asr1 had a distinct up-regulated transcript pattern in leaf under ABA, NaCl and drought treatments, while Asr3 had a distinct up-regulated transcript pattern in root under ABA and drought treatments. Besides, vectors for ASR1, ASR2 and ASR3 proteins overexpression and subcellular localization in plants were constructed. Arabidopsis thaliana plants were submitted to an Agrobacterium-mediated transformation procedure.

A maioria das gramíneas possui absorção radicular de silício de forma ativa e são plantas acumuladoras de deste elemento. Já as leguminosas, possuem absorção passiva, são exclusoras de silício e não acumuladoras deste elemento. A maior parte do silício absorvido pelas raízes das plantas é depositada na forma de sílica amorfa combinada a compostos orgânicos como a celulose, podendo tornar o silício um elemento imóvel nas plantas, ou de baixa mobilidade. Os processos que regulam a absorção radicular, o transporte à longa distância a deposição de silício nas plantas podem variar entre as espécies vegetais e são regulados pelo crescimento das plantas ou pelo ambiente em que elas estão. Condições de estresse abiótico, como a contaminação do solo por cádmio, deficiência hídrica etc., podem estimular a absorção, o transporte e até mesmo a mobilização do silício, o que pode levar a sua redistribuição, como forma de resistência ao estresse fisiológico. O objetivo deste trabalho foi avaliar a absorção pelas raízes, o acúmulo e a mobilidade de silício em espécies acumuladoras e não acumuladoras de silício, sob condições ideais de desenvolvimento e em condição de estresse, devido ao excesso de cádmio. Para tal, foram desenvolvidos cinco experimentos em casa de vegetação, utilizando solução nutritiva como meio de cultivo. O primeiro experimento objetivou determinar a época de maior absorção radicular e acúmulo de silício por plantas de arroz, trigo, feijão e soja e a distribuição deste elemento nestas plantas. Neste estudo, foi evidenciado o incremento da produção de matéria seca pela aplicação de silício, principalmente para as plantas de arroz e feijão. As espécies acumuladoras de silício, neste caso, o arroz e o trigo, apresentam um padrão contínuo e crescente de absorção, proporcional ao período de desenvolvimento. Já as espécies não acumuladoras, como o feijão e a soja, absorveram proporcionalmente mais silício no período inicial de desenvolvimento. A proporção relativa entre o silício acumulado na parte aérea e nas raízes das plantas acumuladoras de silício, arroz e trigo, é muito maior quando comparado com as não acumuladoras, feijão e soja. O segundo experimento objetivou a verificação da possível mobilidade do silício em plantas de arroz e de feijão, por meio de técnica isotópica. Para isso as plantas foram cultivadas em um período com silício na solução nutritiva e depois esse viii elemento foi retirado do meio de cultivo. A partir das análises isotópicas do 30Si nas folhas velhas das plantas (produzidas na presença de silício) e folhas novas (produzidas na ausência de silício), em condições ideais de desenvolvimento das plantas, verificou-se que o silício é um elemento imóvel, pois não ocorreu redistribuição de silício de folhas velhas para folhas novas, quando este elemento foi suprimido da solução nutritiva. O terceiro e o quarto experimento foram desenvolvidos com o objetivo de estudar a interação entre silício e cádmio em plantas de feijão e de arroz. Foi verificado que o em condições de toxidez de cádmio, o silício promoveu a manutenção da produção de matéria seca das plantas, pela diminuição dos efeitos deletérios deste elemento, em ambas as espécies. Os mecanismos desencadeados pelo silício para conferir o aumento da tolerância ao cádmio, foram distintos entre as espécies. O acúmulo de silício em plantas de arroz foi proporcional à concentração de cádmio em solução, já para as plantas de feijão o acúmulo decresceu na maior dose de cádmio, isso foi devido à severa diminuição da produção de matéria seca nesta condição. Em plantas de feijão, o silício promoveu o acúmulo de cádmio nas raízes, o que preveniu o aumento da concentração tóxica deste elemento nos grãos. Nas plantas de arroz, o silício manteve a integridade das paredes celulares, fator que pode promover maior resistência das plantas aos possíveis danos causados pelo excesso de cádmio. O quinto experimento foi realizado para avaliar a redistribuição de silício das folhas velhas para as folhas novas de plantas de arroz e feijão sob condições de excesso de cádmio, pela adição de 30Si via solução nutritiva. Em plantas arroz, foram constatadas alterações na composição isotópica das folhas novas e velhas, demonstrando que a redistribuição do silício em condições de excesso de cádmio, nesta mesma condição, em plantas de feijão, não ocorreu redistribuição do silício. Pelo exposto, pôde-se concluir que existem diferenças marcantes entre os processos de absorção, transporte e deposição de silício nas plantas acumuladoras e não acumuladoras, em condição da aplicação de silício, e que estes processos estão diretamente relacionados com os benefícios conferidos por este elemento. Em condições de estresse, há redistribuição de silício em plantas de arroz. Tal fato também deve ocorrer nas demais espécies acumuladoras, por apresentarem os mesmos padrões de fotoassimilação de carbono e de absorção radicular, transporte e as mesmas exigências nutricionais, e neste sentido o silício pode estimular o sistema de defesa das plantas. Situação em que o silício promove a supressão do fator de estresse e, dentro de certos limites, mantém o desenvolvimento das plantas / Most grasses have root active uptake of silicon and are considered as silicon accumulator plants. In contrast, legumes have passive uptake of silicon and are considered as non accumulator plants. Most of the silicon that is absorbed by the roots is found in the plants as amorphous silica associated to organic compounds as celluloses that can immobilize silicon inside the plants. Processes that drive absorption by roots, transport and accumulation of silicon in plants may vary among species and are driven by the plant growth or environment. Abiotic stressing conditions, as cadmium contamination and drought stress, might stimulate the uptake, transport or even the mobilization of silicon as a tool of resistance to the physiological stress. The goal of this work was to evaluate the uptake, accumulation and mobility of silicon, comparing species considered accumulators and non accumulators under ideal conditions of development and, under environment stressed by cadmium contamination. Thus, five experiments were carried out in a green house using nutrient solution. The first experiment aimed to establish the period when the silicon absorption of accumulator and non accumulator plants as rice, wheat and soybeans, was highest. This study showed the increase of dry matter yields when the silicon is applied, mainly for rice and bean plants. The silicon accumulator species, rice and wheat, showed a continuous increased of silicon uptake with plant growths. The non accumulator species, as beans and soybeans, had a greater uptake of silicon at the early beginning of their development. The relation among accumulated silicon in the shoots and the roots of accumulator plants is greater than in non accumulators. The second experiment was carried out to verify the mobility of silicon in plants of rice and beans. The analysis of percentage of 30Si atoms in old leaves (produced with silicon supply) and new leaves (produced without silicon supply) demonstrated that, under ideal conditions of development, silicon had no mobility in the studied species. The third and fourth experiments were carried out to verify the interaction among silicon and cadmium in plants of beans and rice. The accumulation of silicon in plants of beans and rice submitted to cadmium excess and the effect of reduction of cadmium toxicity were evaluated at these experiments. In these experiments, silicon maintained the dry matter production of plants submitted to cadmium x treatment, as the element had diminished the cadmium harmless. As the rates of cadmium got greater, silicon uptake was stimulated for both species. The mechanisms triggered by the silicon for increasing the tolerance to the cadmium, were different for each species. In beans silicon increased the accumulation of cadmium in the roots and reduced the concentration of this element in the grains. The greater cadmium retention in the roots, probably, leads to reduce the toxicity caused by this element to the plants. In rice plants, the maintained of cell walls promoted by the silicon, probably, supported the greater resistance of these plants to the cadmium toxicity. The fifth and last experiment was carried out to evaluate silicon mobility in beans and rice plants under cadmium excess. A silicate with 10% of 30Si atoms was added to the nutrient solution to demonstrate the mobility of silicon from old leaves to new leaves. Na alteration in the isotopic composition in new leaves of rice indicated a redistribution of silicon. The cadmium excess promoted the redistribution of silicon from old to new leaves of rice but not in beans plants. We demonstrate that there are strong differences among the uptake, transport and silicon deposit of plants and theses processes are related to the benefits that silicon generates in the plants. The redistribution of silicon occurs in rice plants submitted to stressing conditions where silicon has a relative mobility that could be, even in the future extrapolated to other accumulator species that might require silicon as a stimulator of the plant defense system. The most silicon accumulators species have the same carbon photo assimilation and the same root uptake patterns, therefore the same behavior is expected for silicon, and it can be concluded that silicon mobilization during stress conditions lets to maintain normal plant development, within certain limits

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-09-21T11:09:33Z No. of bitstreams: 1 Cleoma Guimaraes de Jesus.pdf: 1868670 bytes, checksum: 5798da2a6c8750222c8f330030fa2aa3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T11:09:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cleoma Guimaraes de Jesus.pdf: 1868670 bytes, checksum: 5798da2a6c8750222c8f330030fa2aa3 (MD5) Previous issue date: 2011-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Salinity is one of the abiotic stresses that limit to growth and productivity of agricultural crops worldwide. Scientific studies show that conventional practices aimed at solving the problem of salinization is costly and inefficient and in most cases, not viable under the economic point of view. In this scenario, hydroponics can be an alternative to the use of saline water, besides being a practice conducive to soil conservation and preservation of water sources. To evaluate the performance of two varieties of broadleaf and Cultivated arugula they were subjected to different salinity levels of 0, 20, 40, 60, 80 and 100 mol.m-3 NaCl to the nutrient solution in hydroponic systems. Salinity negatively affected all physiological parameters of both cultivars, the rate of absolute and relative growth, dry weight and piece fresh root aera and height and, except for the total number of leaves that did not correlate with the salinity factor. The high levels of sodium and chloride in the shoots and roots of plants subjected to salt stress caused a significant reduction in potassium, calcium, magnesium, and phosphorus in both varieties. Salt stress caused a reduction in both total protein and increase the concentration of free proline. The increase of chlorophyll "a" and "b" with increasing levels of salinity reflects the activation of a defense mechanism against salt stress, in addition to increasing the activity of enzymes of antioxidant system, catalase and peroxidase ascorbate and polyphenol. / A salinidade é um dos estresses abióticos que mais limita o crescimento e a produtividade das culturas agrícolas em todo o mundo. Estudos científicos demonstram que práticas convencionais destinadas à solução do problema da salinização são onerosas e ineficientes e, na maioria das vezes, inviáveis sob o ponto de vista econômico. Nesse cenário, a hidroponia pode ser uma alternativa à utilização de águas salinas, além de ser uma prática favorável à conservação do solo e preservação dos mananciais de água. Para avaliar o desempenho de duas cultivares de rúcula Folha Larga e Cultivada estas foram submetidas a diferentes níveis de salinidade 0, 20, 40, 60, 80 e 100 mol.m-3 de NaCl na solução nutritiva, em sistema hidropônico. A salinidade influenciou negativamente todos os parâmetros fisiológicos de ambas as cultivares, como a taxa de crescimento absoluto e relativo, peso seco e fresco da parte aera e raiz e altura, com exceção do número total de folhas que não apresentou correlação com o fator salinidade. Os elevados teores de sódio e cloreto, na parte aérea e raízes, das plantas submetidas ao estresse salino provocaram uma redução significativa dos teores de potássio, cálcio, magnésio, e fósforo em ambas as variedades. O estresse salino provocou simultaneamente uma redução nos teores de proteína total e um aumento nos teores de prolina livre. O incremento do teor de clorofila “a‟ e “b” em função do aumento dos níveis de salinidade reflete a ativação de um mecanismo de defesa contra o estresse salino, além do incremento da atividade das enzimas do sistema antioxidante, como catalase e peroxidase do ascorbato e polifenoloxidase.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:48:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo114_1.pdf: 2374682 bytes, checksum: 151ef8bbb23814741acb99c916c2e044 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / A compreensão dos vários mecanismos de defesa vegetal tornou-se uma área central nas pesquisas mundiais. Em plantas, uma primeira linha de defesa contra invasores inclui uma variedade de peptídeos antimicrobianos, tais como defensinas - uma classe de pequenos peptídeos básicos, ricos em cisteínas, distribuídos por todos os reinos. A crescente disponibilidade de genomas completos recentemente sequenciados, grandes quantidades de sequências expressas (ESTs Expressed Sequence Tags) e o desenvolvimento de tecnologias computacionais ofereceram vários recursos e algoritmos que possibilitaram a aplicação de abordagens baseadas em bioinformática para identificar potenciais peptídeos antimicrobianos. Assim, o presente trabalho visou ao desenvolvimento de uma rotina computacional para identificar e caracterizar prováveis defensinas nos genomas vegetais atualmente sequenciados. Tal rotina foi desenvolvida com base em programas de computadores gratuitos disponíveis pela internet, envolvendo a integração de dados provindos de sequências, reconhecimento de padrões e motivos conservados em proteínas, perfil diferencial de expressão, análise evolutiva e modelagem comparativa. Um exemplo da aplicabilidade dessa rotina foi demonstrado usando o genoma expresso da cana-de-açúcar, evidenciando a presença de 17 sequências de prováveis defensinas, evolutivamente relacionadas com peptídeos com atividade antifúngica descritos em outras espécies. Em cana-de-açúcar parecem existir seis grupos de defensinas envolvidas na defesa do organismo, cujos membros, apesar de bastante similares, apresentam um padrão de expressão tecidual específico. A resolução da estrutura tridimensional através de modelagem comparativa mostrou peptídeos globulares anfifilícos altamente compactos, estabilizados por quatro pontes de cisteínas. A rotina estabelecida se mostrou eficaz e potencialmente aplicável tanto às defensinas como a qualquer classe de peptídeos antimicrobianos. O presente trabalho incluiu também revisões sobre o estado de arte atual das pesquisas com defensinas vegetais, sua identificação e os principais bancos de dados que as compõem, revelando que a eficiência da estratégia utilizada em cana-de-açúcar, especialmente se integrada a dados oriundos de diversas fontes. Informações preliminares como as presentemente apresentadas são fundamentais para a escolha de moléculas com potencial antimicrobiano para o desenvolvimento de produtos farmacológicos

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:25:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_angela_rohr.pdf: 1097467 bytes, checksum: 6a58273c690b74d83e088521e72f61ff (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / The potato is the third major food crop in the world and is one of the most sensitive species to water deficit. Given the climate change scenario, the cultivation of potatoe is highly threatened, and it is urgent the need to develop varieties adapted to this demand. This work was developed aiming to characterize the genetic structure of the potato germplasm from Embrapa breeding program and to evaluate the response of potato genotypes to water deficit in two growing seasons. To evaluate the genetic structure from potato germplasm, 131 genotypes were characterized with seven SSR loci. The results showed that although the evaluated germplasm has shown a wide and unstructured genetic variability, there is a trend of narrowing the genetic base that is actually being used by the breeding program. To evaluate the response of potato genotypes to drought stress, 12 genotypes were evaluated in two seasons, spring and fall, in hydroponic culture using polyethyleneglycol to simulate a water deficit of -0.129 MPa. The genotypes were evaluated with respect to various morphological and agronomic characters, such as root and shoot dry weight as well as number of tubers produced per plant. Based on the results of this work can be seen that the potato genotypes respond differently to drought stress depending on the growing season that it is cultivated, if spring or fall. It was also found that the negative effect of drought stress in tuber development and yield is more pronounced in spring season than in autumn. / A batata é o terceiro principal alimento no mundo e é um dos cultivos mais sensíveis ao déficit hídrico. Diante do cenário de mudanças climáticas o cultivo de batata está fortemente ameaçado, sendo urgente a necessidade de desenvolver variedades adaptadas a essa demanda. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de caracterizar a estrutura genética do germoplasma usado pelo programa de melhoramento da Embrapa e avaliar a resposta de genótipos de batata submetidos ao déficit hídrico em duas épocas de cultivo. O primeiro trabalho, para caracterizar a estrutura genética do germoplasma do programa de melhoramento de batata da Embrapa foi caracterizado 131 genótipos com sete loci SSR. Como resultado, embora o germoplasma avaliado tenha mostrado uma ampla variabilidade genética e não estruturada, há uma tendência de estreitamento da base genética que está efetivamente sendo utilizada pelo programa. No segundo trabalho, com o objetivo de verificar a resposta de genótipos de batata ao estresse hídrico foram avaliados doze genótipos, em duas épocas, primavera e outono, em cultivo hidropônico com o uso de polietilenoglicol simulando um déficit hídrico -0,129 Megapascal (MPa). Durante o experimento foram mensurados vários caracteres morfo-agronômicos, como a massa seca de raiz e de parte aérea e o número e massa seca de tubérculos produzidos por planta. Com base nos resultados obtidos foi constatado que os genótipos de batata respondem diferencialmente ao estresse hídrico dependendo da época de cultivo, se primavera ou outono. Também foi observado que o estresse hídrico provoca um efeito negativo no desenvolvimento e produção de tubérculos sendo que esse efeito é mais pronunciado no cultivo de primavera do que no outono.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:32:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_railson_schreinert_dos_santos.pdf: 1331296 bytes, checksum: 2121f264ff3310f6f460595517aafdab (MD5) Previous issue date: 2012-07-27 / Rice (Oryza sativa L.) is one of the most important cereals in the world being cultivated in lowland ecosystems, which have a common characteristic: lack of drainage conditions. The lack of oxygen, due to submergence of seedlings, and iron toxicity are two of the major abiotic stresses which rice plants are subjected. Recently it was realized the importance of some ethylene responsive transcription factors (ERFs) in plant response to different stresses, especially to oxygen depletion. Considering it, two studies were made in order to evaluate the expression of ERFs under different stresses. In a first study seven genes were selected, based on previous results obtained from Genevestigator analysis, and had their transcriptional expression evaluated trough quantitative PCR (qPCR) in rice seedlings under oxygen depletion and iron overload. In the second study thirteen ERFs, which had no information available in the literature, also had their transcriptional levels evaluated in seedlings under conditions of hypoxia and anoxia through qPCR in a cultivar susceptible to flooding (Bonança) and a tolerant one (Nipponbare). As general conclusions it was once more emphasized the importance of ERF genes on plant response to environmental stresses. The specific function of each of these genes is yet to be studied. In silico analysis suggests the methylation of promoters as a possible way to regulate them. More studies about the function of these ERFs and about the role of methylation in plant stress response should be done. / O arroz (Oryza sativa L.) é um dos cereais mais importantes no mundo, sendo muito cultivado em ecossistemas de várzea, os quais apresentam uma característica comum: condições de deficiência de drenagem. A falta de oxigênio, devido à submergência das plântulas, e a toxidez por excesso de ferro são dois dos maiores estresses abióticos dentre os quais as plantas de arroz são submetidas. Recentemente percebeu-se a importância de alguns fatores de transcrição responsivos ao etileno (ERFs) na resposta vegetal à diferentes estresses, em especial à deficiência de oxigênio. Considerando-se o exposto efetuaram-se basicamente dois estudos visando avaliar a expressão de ERFs em diferentes estresses. Em um primeiro estudo sete genes foram selecionados a partir de resultados anteriores obtidos de análise no Genevestigator e estes tiveram sua expressão transcricional avaliada por PCR quantitativa (qPCR) em plântulas de arroz sob deficiência de oxigênio e excesso de ferro. No segundo estudo treze ERFs, os quais não apresentavam informações disponíveis na literatura, também tiveram seus níveis de expressão transcricional avaliados em plântulas sob condições de estresse por hipoxia e anoxia, também através de qPCR em uma cv. sensível à inundação (Bonança) e uma tolerante (Nipponbare). Como conclusões gerais se ressalta, novamente, a importância dos ERFs na resposta vegetal frente a estresses ambientais. A função específica de cada um destes genes ainda necessita ser estudada. Uma análise in silico nos promotores destes genes indica a metilação como possível forma de regulação transcricional. Mais estudos sobre a função destes ERFs e sobre o papel da metilação na resposta de arroz a estresses deverão ser feitas.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-05-11T12:51:07Z No. of bitstreams: 1 Carlos Alberto Vieira de Souza.pdf: 2028987 bytes, checksum: 10ff57d67198b00d939ca0f56083d599 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-11T12:51:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Alberto Vieira de Souza.pdf: 2028987 bytes, checksum: 10ff57d67198b00d939ca0f56083d599 (MD5) Previous issue date: 2016-07-26 / In this study we characterized the role of photorespiration glycolate oxidase enzyme (GO) in photosynthesis and the generation of oxidative damage in exposed rice plants to isolated and combined stress of drought and excessive heat. The seeds were germinated in vermiculite substrate in a greenhouse, and 60 days after planting, were subjected to the effects of drought stress and excess heat in growth chambers. In this condition, the rice plants (Oryza sativa L.). Nippombare were subjected to the treatment of partial inhibition of GO imposed by the specific inhibitor, α-hidroxisulfonato (HPMS). The results show that the plants subjected to drought, reducing photosynthesis (PN) was attributed to stomatal limitations, lower stomatal conductance (gs) and transpiration (E), as well as metabolic restrictions, lower efficiency instant carboxylation (PN/Ci). On the other hand, in plants exposed to excess heat insulated occurred photochemical restrictions, less effective quantum efficiency (ΔF/Fm'), photochemical quenching (qP) and electron transport rate (ETR). The chlorophyll content was reduced in response to drought, which did not occur in plants exposed to excess heat (42°C). In drought combined stress and excess heat was observed greater stomatal restriction than in the dry individually, indicating a negative interaction of these factors generating a thermal dissipation failure via transpiration stream. The reduction of GO activity did not stimulate the PN, but increased photorespiration (Pr) followed by decreases in maximum speed of carboxylation (Vcmax) and maximum rate of electron transport (J). Moreover, metabolites downstream of the GO activity as the amino acids glycine and serine were significantly accumulated in an attempt to reduce photorespiration pathway. These results suggest that the Pr can be adjusted by other distinct pathways apart from that exerted by the GO and their relationship with the PN is very complex. This combination of stress also limited oxidative protection under CAT-APX and ASA system, which resulted in significant accumulation of H2O2 which was related to increased lipid peroxidation (TBARS), suggesting the involvement of other pathways in the generation of H2O2 in addition to the oxidation glycollate by GO. Together, the results show that the combination of dry, excess heat, severely restricts the photosynthetic activity by causing stomata and metabolic limitations. Moreover, the reduction of the GO activity was not stimulated PN did not reduce photorespiration. In addition metabolites via photorespiration showed no direct relationship with the activity of GO and photorespiration does not seem to be the main generator of oxidative damage to the rice in this condition. / No presente estudo foi caracterizado o papel da enzima fotorrespiratória oxidase do glicolato (GO) na fotossíntese e geração de danos oxidativos em plantas de arroz expostas aos estresses isolados e combinados de seca e excesso de calor. As sementes foram germinadas em substrato de vermiculita em casa de vegetação, e após 60 dias ao plantio, foram submetidas aos efeitos dos estresses de seca e excesso de calor em câmara de crescimento. Nesta condição, as plantas de arroz (Oriza sativa L.) cv. Nippombare foram submetidas ao tratamento de inibição parcial da GO imposta pelo inibidor específico, α-hidroxisulfonato (HPMS). Os resultados mostram que nas plantas submetidas à seca a redução da fotossíntese foi atribuída a limitações estomáticas, menor condutância estomática (gS) e transpiração (E), como também limitações metabólicas, menor eficiência de carboxilação instantânea (PN/Ci). Por outro lado, nas plantas expostas ao excesso de calor isolado ocorreram restrições fotoquímicas, menor eficiência quântica efetiva (ΔF/Fm’), quenching fotoquímico (qP) e taxa de transporte de elétrons (ETR). O conteúdo de clorofilas foi reduzido em resposta a seca, o que não ocorreu nas plantas expostas ao excesso de calor (42ºC). Nos estresses combinados de seca e excesso de calor foi observado uma maior restrição estomática do que na seca individualmente, indicando uma interação negativa destes fatores gerando uma incapacidade de dissipação térmica via fluxo transpiratório. A redução da atividade da GO não estimulou a PN, porém aumentou a fotorrespiração (Pr) seguido de diminuições na velocidade máxima de carboxilação (Vcmax) e na taxa máxima de transporte de elétrons (J). Além disso, metabólitos a jusante da atividade da GO, como os aminoácidos glicina e serina foram acumulados de forma significativa na tentativa de reduzir a via fotorrespiratória. Esses resultados sugerem que a Pr pode ser regulada por outras vias distintas, além da exercida pela GO e que sua relação com a PN é bem complexa. Essa combinação de estresses também limitou a proteção oxidativa conferida pelo sistema CAT-APX e ASA, que resultou no acúmulo significativo de H2O2 que foi relacionado à maior peroxidação de lipídios (TBARS), sugerindo o envolvimento de outras vias na geração de H2O2 além da oxidação do glicolato pela GO. Em conjunto, os resultados mostram que a combinação da seca e excesso de calor, restringe severamente a atividade fotossintética por ocasionar limitações estomáticas e metabólicas. Além disso, a redução da atividade da GO não estimulou a PN e não reduziu a fotorrespiração. Em adição metabólitos da via fotorrespiratória não mostraram relação direta com a atividade da GO e a fotorrespiração parece não ser a principal geradora de danos oxidativos no arroz nesta condição.