Made available in DSpace on 2015-03-26T13:39:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1512564 bytes, checksum: 25fa13e5992abaa6a03ff80c5effd84e (MD5) Previous issue date: 2012-11-29 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The development of maize cultivars with higher nitrogen use efficiency (NUE) can be one of the great contributions of plant breeding for sustainable agriculture. Several studies evaluating the nutrient use efficiency in the early stages have been made to accelerate the selection process. However, there are no scientific reports about the ideal stage and what are the characters at each stage that show high relationship with the NUE, at the end of the cycle. Thus, the objective was to identify the phenological stages and the secondary characters that maximize the accuracy in the early and indirect selection for nitrogen use efficiency in maize. Three maize inbred lines were evaluated in completely randomized design with five replications in three way factorial scheme (lines x N levels x phenological stage) in two contrasting nitrogen doses, low and high nitrogen. The plants were evaluated in five growth stages being: nine fully developed leaves (V9), fourteen fully developed leaves (V14), tasseling (VT), flowering (R1) and physiological maturity (R6). In these stages, the plants were evaluated for the following characters: nitrogen utilization efficiency (NUtE), absorption (NAbE), use (NUE) and translocation (NTrE), activity of nitrate reductase (NR, mmoles of NO2 - h-1 g-1 MF), glutamine synthetase activity in shoots (GSa, mmoles of GHD h-1 g-1 MF) and root (GSr, mmoles of GHD h-1 g-1 MF), lateral root length (CRLat, cm) and axial (CRAxi, cm), specific root area (ARe, cm² g-1), chlorophyll content (SPAD, mg cm-2), number of leaves (NF), plant height (AP, cm) , stem diameter (DC, cm), phosphorus content (TP, dag kg-1) and potassium content (TK, dag kg-1). Later, the analyzes of variance (ANOVA) were performed: individual (for each level of N, within each stage), the joint for each stage and the joint general involving all three factors (3 lines x 2 levels of N x 5 phenological stages). Then, in low availability of N, the phenotypic correlations were fractionated through path analysis in direct and indirect effects of characters: CRLat, CRAxi, ARe, NR, GSa, GSr, SPAD, NF, AP, DC, TP, TK, NTrE (explanatory variables) on the character NUE and its components NAbE and NUtE (dependent variables) according to their significance at each stage whose plants were evaluated. Finally, the gains were estimated with the direct (GSd) and indirect selection (GSi) of the explanatory variables on the dependent variables in both levels of N. Considering the estimates of direct and indirect gains under NAbE at R6 stage, it is concluded that the activities of glutamine synthetase, at stages V9 and V14, allow the indirect early selection for nitrogen use efficiency in maize under conditions of low and high availability of N, respectively. / O desenvolvimento de cultivares de milho com maior eficiência no uso de nitrogênio (EUN) pode ser uma das grandes contribuições do melhoramento vegetal para agricultura sustentável. Diversos trabalhos avaliando a eficiência no uso de nutrientes em estádios precoces já foram feitos, visando acelerar o processo de seleção. No entanto, não há relatos científicos sobre o estádio ideal e quais os caracteres em cada estádio que apresentam maior correlação com a EUN no final do ciclo. Assim, o objetivo foi identificar os estádios fenológicos e os caracteres secundários que maximizam a acurácia na seleção precoce e indireta para a eficiência no uso de nitrogênio em milho. Foram avaliadas três linhagens endogâmicas de milho em delineamento inteiramente casualizado, com cinco repetições, em esquema fatorial triplo (linhagens x níveis de N x estádio fenológico), em duas doses contrastantes de nitrogênio, baixa e alta. As plantas foram avaliadas em cinco estádios fenológicos, quais sejam: nove folhas completamente desenvolvidas (V9), 14 folhas completamente desenvolvidas (V14), pendoamento (VT), florescimento (R1) e maturidade fisiológica (R6). Nesses estádios, as plantas foram avaliadas quanto aos seguintes caracteres: eficiência na utilização (EUtN), na absorção (EAbN), no uso (EUN) e na translocação de nitrogênio (ETrN), atividade da nitrato redutase (NR, μmoles de NO2 - h-1 g-1 MF), atividade da glutamina sintetase na parte aérea (GSa, μmoles de GHD h-1 g-1 MF) e raiz (GSr, μmoles de GHD h-1 g-1 MF), comprimento de raiz lateral (CRLat, cm) e axial (CRAxi, cm), área de raiz específica (ARe, cm² g-1), teor de clorofila (SPAD, μg cm-2), número de folhas (NF), altura de planta (AP, cm), diâmetro de colmo (DC, cm), teor de fósforo (TP, dag kg-1) e potássio (TK, dag kg-1). Posteriormente, foram feitas as análises de variância (ANOVA) individuais (para cada nível de N, dentro de cada estádio), as conjuntas para cada estádio e a conjunta geral envolvendo todos os três fatores (três linhagens x dois níveis de N x cinco estádios fenológicos). Em seguida, para baixa disponibilidade de N, foram feitos os desdobramentos das correlações fenotípicas por meio da análise de trilha, em efeitos diretos e indiretos dos caracteres: CRLat, CRAxi, ARe, NR, GSa, GSr, SPAD, NF, AP, DC, TP, TK, ETrN (variáveis explicativas) sobre o caracter EUN e seus componentes EAbN e EUtN (variáveis dependentes), de acordo com suas significâncias em cada estádio cujas plantas foram avaliadas. Por fim, foram estimados os ganhos com a seleção direta (GSd) e indireta (GSi) das variáveis explicativas sobre as variáveis dependentes, nos dois níveis de N. Considerando os ganhos diretos e indiretos estimados sob a EAbN no estádio R6, conclui-se que as atividades da glutamina sintetase, nos estádios V9 e V14, permitem a seleção precoce e indireta para eficiência no uso de nitrogênio em milho, nas condições de baixa e alta disponibilidade de N, respectivamente.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 641792 bytes, checksum: 5b73a305694f3136938c6879fccae0e8 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os objetivos deste estudo foram (i) identificar linhagens de milho-pipoca eficientes no uso de nitrogênio; (ii) avaliar a diversidade genética entre linhagens de milhopipoca em alto e baixo N; (iii) investigar os efeitos causais de vários caracteres sobre a eficiência no uso de nitrogênio (NUE) e (iv) identificar marcadores SSR associados com caracteres relacionados à NUE. Foram avaliadas 25 linhagens-elite de milhopipoca pertencentes às populações 'Viçosa' e 'Beija-Flor', em alto e baixo N. Foram mensurados os seguintes caracteres: crescimento diário (DG, cm), massa de parte aérea (SDW, mg), de raiz (RDW, mg), e da planta total seca (TDW, mg), razão parte aérea:raiz seca (RSR), eficiência no uso (NUE, mg mg-¹), na absorção (NUpE, mg mg-¹) e na utilização (NUtE, mg mg-¹) de nitrogênio, diâmetro médio (RAD, mm), comprimento total (TRL, cm), área superficial (RSA, cm²) e volume (RV, cm³) de raízes. Foram identificadas linhagens eficientes em cada nível de N. A avaliação da diversidade genética pelo método de agrupamento UPGMA baseado no quadrado da Distância Euclidiana Média resultou em quatro grupos de linhagens para cada nível de N e a análise de componentes principais mostrou que as linhagens poderiam ser agrupadas predominantemente pelos seus caracteres de parte aérea. A eficiência na absorção de N (NUpE) foi a característica mais importante para a NUE em estádios precoces de desenvolvimento da planta em ambos os níveis de N, por apresentar alta correlação e alto efeito direto sobre a variável principal (NUE) na análise de trilha. Em baixo N, a eficiência na utilização de N (NUtE) também apresentou alta correlação e alto efeito direto sobre a variável NUE, mostrando ser uma característica importante para esta condição nesses estádios. Contudo, a seleção direta ainda parece ser o melhor método para aumentar a eficiência de seleção para NUE em estádios precoces. Três marcadores SSR foram validados como associados com os caracteres relacionados à NUE pela análise de mapeamento associativo baseada em ANOVA. / The objectives of this study were to (i) identify efficient inbred lines in nitrogen use; (ii) assess the genetic diversity among popcorn inbred lines under high and low N; (iii) investigate the causal effects of several traits in nitrogen use efficiency (NUE) and (iv) identify SSR markers associated with the traits related to NUE. Twenty-five elite popcorn inbred lines belonging to the 'Viçosa' and 'Beija-Flor' populations were evaluated under high and low N. The following traits were assessed: daily growth (DG, cm), shoot dry weight (SDW, mg), root dry weight (RDW, mg), total plant dry weight (TDW, mg), root:shoot ratio (RSR), nitrogen use efficiency (NUE, mg mg-¹), nitrogen uptake efficiency (NUpE, mg mg-¹), nitrogen utilization efficiency (NUtE, mg mg-¹), root average diameter (RAD, mm), total root length (TRL, cm), root surface area (RSA, cm²) and root volume (RV, cm³). Efficient inbred lines were identified under each N level. The genetic diversity assessment using the UPGMA method based on the squared Mean Euclidean distance grouped the inbred lines into four clusters for each N level and the principal component analysis revealed that the inbred lines could be categorized predominantly by their shoot traits. Nitrogen uptake efficiency (NUpE) was the most important trait for NUE in the early stages of plant development under both N levels, due its high correlation with and high direct effect on NUE obtained in the path analysis. Under low N, nitrogen utilization efficiency (NUtE) also showed high correlation with and direct effect on NUE, demonstrating its importance in this N level in these early stages. Notwithstanding, the direct selection still seems to be the best method to increase the selection efficiency for NUE in these early stages. Furthermore, three SSR markers were identified as true associations with the traits related to NUE, through the association mapping analysis based on ANOVA.

Submitted by JULIO GARCIA NETO (tec.juliogarcia@ifma.edu.br) on 2018-05-03T00:36:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Julio_Garcia_Neto_2018.pdf: 913083 bytes, checksum: 5a833ab7fa1d0e34d10d5321c04c4640 (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2018-05-04T17:23:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 garcianeto_j_me_jabo.pdf: 913083 bytes, checksum: 5a833ab7fa1d0e34d10d5321c04c4640 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T17:23:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 garcianeto_j_me_jabo.pdf: 913083 bytes, checksum: 5a833ab7fa1d0e34d10d5321c04c4640 (MD5) Previous issue date: 2018-03-16 / A pulverização foliar de silício (Si) pode beneficiar a produção e a qualidade das hortaliças folhosas, sendo desconhecidos esses efeitos no agrião-da-terra (Barbarea verna) e no almeirão (Cichorium intybus cv. Spadona). Objetivou-se verificar o efeito da pulverização foliar de silício em diferentes fontes e concentrações no teor foliar de Si, nas variáveis de crescimento, no teor foliar de ascorbato e na perda de água durante o armazenamento das hortaliças agrião e almeirão. Foram realizados dois experimentos, com as duas hortaliças cultivadas em vasos (4 dm3) preenchidos com areia, recebendo solução nutritiva. Durante o cultivo, a média da temperatura máxima atingiu 43,1 °C ± 10,6 °C. Utilizou-se delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 4, sendo duas fontes de silício: silicato de potássio e silicato de sódio e potássio estabilizado, e quatro concentrações de Si foliar: 0 (controle); 0,84; 1,68; 2,52 g L-1 de Si, com quatro repetições. As mudas foram transplantadas após 10 dias da emergência para vasos. Foram realizadas três aplicações foliares de Si, a cada dez dias, sendo a primeira realizada aos 28 dias após o transplantio (DAT). A pulverização foliar de silício é viável, para incrementar o acúmulo deste elemento na planta, o crescimento e a biofortificação, e diminui a perda de água da folha pós-colheita do agrião da terra e do almeirão, destacando-se a concentração de 2,52 g L-1 de Si na forma de silicato de potássio. / Silicon (Si) leaf spraying can benefit the production and quality of leafy vegetables. Such knowing is unclear to land cress (Barbarea verna) and root chicory (Cichorium intybus cv. Spadona). This study aimed was verify the effect of silicon leaf spraying under different sources and concentrations in Si leaf content, on growth variables, ascorbate leaf content, and water loss during storage of land cress and root chicory. We carried out two experiments with two vegetables grown in (4 dm3) pots filled with sand, receiving nutrient solution. During growing, the maximum temperature average was 43.1 °C ± 10.6 ºC. A completely randomized design was used in a 2 x 4 factorial scheme, with two sources of silicon: potassium silicate and stabilized sodium and potassium silicate, and four concentrations of leaf spraying Si: 0 (control), 0.84, 1.68, and 2.52 g L-1 of Si, with four replications. The seedlings were transplanted after 10 days of vessel emergence. Three Si leaf sprayings were done every ten days where the first spraying was at 28 days after transplanting (DAT). Silicon leaf spraying is feasible to increase the Si accumulation, plant growth and biofortification and decrease the post-harvest water loss of land cress and root chicory leaves. The Si concentration of 2.52 g L-1 as potassium silicate was highlighted.

Submitted by JOSÉ ZENÓBIO DE SOUZA (j.zenobio@ifma.edu.br) on 2018-05-03T20:36:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Jose_Zenobio_Souza_2018.pdf: 1297284 bytes, checksum: 14b302d268235eca24061b9182a49edc (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2018-05-04T18:20:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_jz_me_jabo.pdf: 1297284 bytes, checksum: 14b302d268235eca24061b9182a49edc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T18:20:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_jz_me_jabo.pdf: 1297284 bytes, checksum: 14b302d268235eca24061b9182a49edc (MD5) Previous issue date: 2018-03-16 / O silício (Si) é um elemento benéfico para as plantas que pode incrementar seu crescimento em condições de estresse e ainda refletir na qualidade, mas cujos efeitos não são conhecidos com a aplicação foliar do elemento na acelga e na couve, objetivou-se avaliar fontes e concentrações de Si via foliar na produção e na qualidade da acelga e da couve. Realizaram-se dois experimentos em casa de vegetação com acelga (Beta vulgaris var. cicla), cultivar verde-escura, e com couve (Brassica oleracea L var. acephala), cultivar manteiga-da-geórgia, em sistema de cultivo hidropônico, em vasos com areia contendo uma planta, cultivadas com a média da temperatura máxima de 43,1 °C ± 10,6 °C. Os experimentos foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizados, com oito tratamentos e quatro repetições, em esquema fatorial 2 x 4, sendo duas fontes de Si, silicato de potássio (Si = 128 g L-1; K2O = 126,5 g L-1) e silicato de potássio e sódio estabilizado (Si = 115 g L-1; K2O = 19 g L-1), e quatro concentrações (0,00; 0,84; 1,68 e 2,52 g L-1) de Si. Realizaram-se três pulverizações foliares a cada 10 dias, iniciando aos 20 dias após o transplantio (DAT). As plantas de acelga e de couve foram colhidas aos 48 e 54 (DAT), respectivamente. Avaliaram-se a altura das plantas, a massa da matéria fresca, o teor de vitamina C (Ascorbato), a perda de água durante o armazenamento, massa da matéria seca, o teor e o acúmulo de Si nas folhas. A aplicação de Si foliar é viável para hortaliças folhosas de acelga e couve, pois incrementou o teor e o acúmulo do elemento, o crescimento, a produção, e melhorou a qualidade, inclusive a biofortificação, destacando-se a concentração de Si foliar de 2,52 g L-1 na forma de silicato de potássio. / Silicon (Si) is a beneficial element for plants. Its usage can increase plant growth under stressful conditions and still improve plant quality, but these effects are still unknown with foliar application of the element in chard and kale. This aim of this study was to evaluate sources and concentrations of Si leaf fertilization on the production and quality of chard and kale. Two experiments were carried out in a greenhouse with chard (Beta vulgaris var. cicla), “verde-escura” cultivar and kale (Brassica oleracea L var. acephala), “manteiga-da-geórgia” cultivar using a hydroponic culture system in pots filled with sand containing one plant each, grown under the mean maximum temperature of 43.1 °C ± 10.6 °C. The experiments were carried out under a completely randomized design with eight treatments and four replications in a 2 x 4 factorial scheme and two sources of silicon: potassium silicate (Si = 128 g L-1, K2O = 126.5 g L-1) and (Si = 115 g L-1, K2O = 19.0 g L-1) and four concentrations (0.00; 0.84; 1.68 and 2.52 g L-1). We performed three leaf sprays every 10 days, starting at 20 days after transplanting (DAT). The chard and kale plants were harvested at 48 and 54 (DAT), respectively. We evaluated plant height, fresh matter mass, vitamin C content (Ascorbate), water loss during storage, dry matter mass, Si content, and Si accumulation in the leaves. Si leaf fertilization is viable for leafy vegetables as chard and kale, because this fertilization increased the content and the accumulation of Si, growth, production, and also improved the quality, including the biofortification, where the Si leaf concentration of 2.52 g L-1 as potassium silicate was highlighted.

O tomateiro (Solanum lycopersicum L.) se adapta a diversas condições climáticas, no entanto, é sensível à falta de água que pode provocar danos em seu desenvolvimento e produtividade. Este trabalho objetivou selecionar genótipos de tomateiro tolerantes ao estresse hídrico a partir da indução de déficit nas sementes e nas plantas em campo. Dividiu-se a pesquisa em dois momentos. No primeiro momento a seleção ocorreu em laboratório com sementes de tomate do grupo Santa Cruz. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições. Foram avaliados 17 genótipos, em geração F2RC2 oriundos de um cruzamento interespecífico entre S. lycopersicum e S. pennellii e três testemunhas, sendo uma resistente [acesso selvagem LA-716 (S. pennellii)] e duas suscetíveis (cv. Santa Clara e linhagem pré-comercial (UFU-650). Após serem submetidos ao potencial osmótico de -0,3 MPa os genótipos foram avaliados para: porcentagem de germinação, porcentagem de germinação padrão, porcentagem de primeira contagem, índice de velocidade de germinação, tempo médio de germinação e comprimento inicial e final de radícula. O acesso selvagem, S. pennellii, mostrou-se superior às testemunhas suscetíveis. O genótipo UFU102/F2RC2#71115 destacou-se quando comparado aos outros genótipos F2RC2 e em relação às testemunhas suscetíveis (cv. Santa Clara e UFU-650) e resistente (S. pennellii). Analisando a diversidade genética foi possível a obtenção de oito grupos distintos, sendo tal obtenção um indicativo de variabilidade genética entre os genótipos avaliados. A variável %G (porcentagem de germinação) contribuiu com 33,9% na diferenciação dos genótipos apresentando-se como o critério mais importante a ser avaliado. No segundo momento realizou-se a seleção em tomateiros do tipo minitomate. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado com três repetições e oito tratamentos, sendo 5 genótipos F2RC1 provenientes do cruzamento interespecífico entre a linhagem pré-comercial UFU-222 (S. lycopersicum) versus acesso selvagem LA-716 (S. pennellii) e outros três genótipos utilizados como testemunhas: duas suscetíveis (UFU-222; cv. Santa Clara) e uma resistente (S. pennellii). O experimento foi conduzido em ambiente protegido com monitoramento da densidade de fluxo, radiação solar global, temperatura do ar, umidade relativa do ar e do potencial mátrico no substrato. As características fisiológicas coletadas foram: temperatura foliar, CO2 interno, transpiração, condutância estomática e assimilação de CO2 determinadas pelo analisador portátil de gás no infravermelho - IRGA. Para os níveis de clorofila a e b utilizou-se o medidor portátil clorofiLOG (CFL-1030, Falker) e para o potencial hídrico foliar utilizou- se a câmara de pressão tipo Scholander (SoilMoisturemodel3000). Todos os parâmetros avaliados apresentaram valores significativos entre os genótipos. A tolerância ao déficit hídrico do S. pennellii selvagem não é determinada exclusivamente por caracteres morfo- anatômicos podendo ser caracterizada por medidas gasosas e de potencial hídrico foliar. Sendo a eficiência instantânea no uso da água possivelmente a principal variável resposta que caracteriza esse acesso. Genótipos da população UFU22/F2RC1#2 se destacaram entre os demais como os mais promissores apresentando elevadas taxas fotossintéticas associadas à baixa condutância estomática e transpiração. / The tomato crop adapts to different climatic conditions however it is sensitive to the lack of water which can damage its development and productivity. This study aimed to select tomato genotypes tolerant to stress by water deficiency from the deficit induction in seeds and plants in the field. The research was divided into two moments. In the first moment the selection was done in the laboratory with tomato seeds of the Santa Cruz group. A completely randomized design was used with four replications. 17 genotypes were evaluated in the generation F2BC2, which were obtained from an interespecific cross between Solanumpennellii and Solanum lycopersicum L. and three check treatments, one resistant [wild access LA-716 (S.pennellii)] and two susceptible (cv. Santa Clara and precommercial line UFU-650). After subjected to the osmotic potential of -0,3 MPa, the genotypes were evaluated for: germination percentage, standard germination percentage, first counting percentage, germination velocity index, average time of germination and initial and final length of radical. In fact, the wild access, S. pennellii, was better than the susceptible check treatment. The genotype UFU102/F2BC2#71115 was highlighted when compared to the others F2BC2 genotypes and in relation to the three check treatments, susceptible (cv. Santa Clara and UFU-650) and resistant (S. pennellii). Analyzing the genetic diversity, 8 different groups were obtained, thus being an indicative of genetic variability between the evaluated genotypes. The variable %G (percentage of germination) contributed with 33,9% in the diversification of the genotypes, presenting itself as the most important criterion, to be evaluated. In the second moment the selection was in mini tomatoes. We used a completely randomized design with three replications and eight treatments in which there were five F2BC1 genotypes from the interspecific cross between the pre-commercial strain UFU-222 (S. lycopersicum) versus wild accession LA-716 (S. pennellii), and three genotypes used as check treatments, two susceptible (UFU-222; cv Santa Clara.); and one resistant (S. pennellii). The experiment was conducted in a greenhouse with monitoring of the flux density, solar radiation, air temperature, relative humidity and the matric potential in the substrate. The collected physiological characteristics were: leaf temperature, internal CO2, transpiration, stomatal conductance and CO2 assimilation, determined by portable gas analyzer infrared - IRGA; Chlorophyll levels a and b by using a hand-held chlorophyll meter clorofiLOG (CFL- 1030, Falker) and leaf water potential using a pressure chamber type Scholander (SoilMoisturemodel3000). All parameters evaluated showed significant values among genotypes. The water stress tolerance of wild Solanum pennellii is not solely determined by morphological and anatomical characters, it can be characterized by gas measurements and leaf water potential. The instantaneous efficiency in water use is possibly the main variable response that characterizes this access. Genotypes from the population UFU22/F2BC1#2 were highlighted among the others as the most promising featuring high photosynthetic rates associated with low stomatal conductance and transpiration. / Dissertação (Mestrado)

O trigo (Triticum aestivum L.) é uma importante cultura no Brasil. Poucas cultivares são recomendadas para produção do tipo sequeiro no Bioma Cerrado onde a escassez de água limita o rendimento de grãos. Aqui reportamos uma análise de transcriptoma do MGS1 Aliança (cultivar de trigo adaptada ao Cerrado) sob estresse de seca. Um grupo de 4.422 transcritos diferencialmente expressos foi encontrado em raízes e folhas. O número de transcritos reprimidos em raiz (1.102) foi menor que os transcritos induzidos (1.706), enquanto o oposto ocorreu em folhas (1,017 induzidos e 647 reprimidos). O número de transcritos comuns entre ambos órgaõs foi 1.249, enquanto 2.124 foram específicos para raíz e 1.049 específicos para folhas. Análises de RT-qPCR de 35 transcritos selecionados ao acaso revelou uma correlação de 0,78 com os dados de transcriptoma. Os transcritos diferencialmente expressos foram distribuídos por todos os cromossomos e componentes do genoma. O número de transcritos no genoma B foi maior do que nos genomas A e D. Ainda, um grande número de transcritos relacionados à seca foi mapeado nos cromossomos 3B, 5B e 2B. Quando consideramos ambos órgãos, 116 diferentes rotas metabólicas foram alteradas. Uma rota em comum, entre as três mais alteradas em ambos órgãos, foi o metabolismo do amido e da sacarose. A comparação de transcritos derivados de raiz e de folha permite a identificação de transcritos importantes relacionados à respota ao estresse de seca em cada um destes órgãos. Os dados obtidos, também, abrem caminho para o desenvolvimento de futuros marcadores e seleção de genes candidatos ligados à característica. Estes resultados são úteis para o entendimento de rotas metabólicas envolvidas na tolerância à seca em trigo. A informação gerada será usada, a mais longo prazo, para propósitos de transgenia. Para isto, a metodologia de duplo-haploides é desejável e uma primeira investigação sobre a eficiência de protocolo se mostrou necessária. Micrósporos são células gaméticas com capacidade de dar origem a uma nova planta via embriogênese in vitro. Plantas duplo-haploides geradas pela cultura de micrósporos isolados são completamente homozigotas e representam uma importante ferramenta para estudos genéticos e melhoramento de plantas O processo androgenético é desencadeado por diferentes pré-tratamentos de estresse, os quais são empregados para mudar os micrósporos da rota gametofítica para a rota esporofítica. Embora a cultura de micrósporos isolados tenha inúmeras vantagens, importantes limitações tem impedido sua apliação em larga escala. Diferenças genotípicas na resposta androgenética e na formação de plantas albinas ainda constituem desafios. Embora o albinismo seja principalmente uma característica genética, pré-tratamentos e meios de cultura apropriados podem evitar este fenômeno até certo ponto. A resposta androgenética de cinco genótipos de trigo brasileiro foi avaliada no presente estudo. Dois pré-tratamentos foram testados: frio (4°C) e ácido 2-hidroxinicotinico (100 mg/L). O frio foi melhor que o pré-tratamento químico, produzindo mais plantas verdes em quatro de cinco genótipos. Somente dois genótipos brasileiros tratados com ácido 2-hidroxinicotinico produziram plantas, e um deles apenas uma única planta albina. Nossos reultados mostram, também, que o meio semilíquido (contendo 10% de Ficoll) promoveu uma maior resposta androgenética que o meio líquido, aumentando o número de embriões e plantas regeneradas. / Wheat (Triticum aestivum L.) is an important crop cultivated in Brazil. Few cultivars are recommended for rainfed production in the Cerrado Biome where water scarcity limits grain yield. Here we report a transcriptome analysis of MGS1 Aliança (a wheat cultivar adapted to the Cerrado) under drought stress. A set of 4,422 differentially expressed transcripts was found in roots and leaves. The number of down-regulated transcripts in roots (1,102) was lower than the up-regulated transcripts (1,706), while the opposite occurred in leaves (1,017 induced and 647 repressed). The number of common transcripts between the two tissues was 1,249, while 2,124 were specific to roots and 1,049 specific to leaves. Quantitative RT-PCR analysis of 35 randomly selected transcripts revealed a 0.78 correlation with the transcriptome data. The differentially expressed transcripts were distributed across all chromosomes and component genomes. The number of transcripts on the B genome was greater than on the A and D genomes. Additionally, a greater number of drought related transcripts was mapped on chromosomes 3B, 5B and 5D. When considering both tissues, 116 different metabolic pathways were changed. One common pathway, among the top three changed pathways in both tissues, was starch and sucrose metabolism. The comparison of root- and leaf-derived transcripts allows the identification of important transcripts related to water stress response in each of these tissues. It also paves the way for future marker development and selection of candidate genes linked to that trait. These results are useful for understanding the metabolic pathways involved in wheat drought response. The information generated will be used for transgenic wheat purposes. For this the doubled-haploid method is desirable and an investigation about the protocol eficiency is needed. Microspores are gametic cells with capacity to give rise to a new plant via in vitro embryogenesis. Doubled haploid plants generated by isolated microspore culture are completely homozygous and represent an important tool for plant genetics and breeding research. This process is triggered by different stress pretreatments, which are employed to switch microspores from gametophytic to a sporophytic pathway. Although isolated microspore culture has innumerous advantages, important limitations have prevented its application on a large scale. Genotypic differences in androgenic response and the formation of albino plants remain great challenges. Although albinism is a major genetic characteristic, appropriated pretreatments and culture medium can avoid this phenomenon to some extent. The androgenic response of five Brazilian wheat genotypes was evaluated in the present study. Two pretreatments were tested: cold (4°C) and 2-hydroxynicotinic acid (100 mg/L). Cold was better than chemical pretreatment, producing more green plants in four out of five genotypes. Only two Brazilian genotypes treated with 2-hydroxynicotinic acid produced plants, and one of them produced a single albino plant. Our results also show that semi-liquid medium (containing 10% Ficoll) promoted a higher androgenic response than did liquid medium, increasing the number of embryos and regenerated plants.

A soja constitui uma das culturas mais importantes mundialmente, tanto social quanto economicamente. Consequentemente, informações moleculares sobre processos de desenvolvimento, bem como conhecimento detalhado das interações entre condições estressoras e a resposta da planta a fatores ambientais são necessários. A identificação e caracterização de genes que respondem a condições ambientais específicas constituem um passo inicial no entendimento dos processos adaptativos. Proteínas ricas em glicina (GRPs) são polipeptídeos contendo um grande número do aminoácido glicina em sua estrutura primária. Os genes codificantes de GRPs são regulados ao longo do desenvolvimento e regulados por auxina, ABA, frio, ferimentos, luz, ritmo circadiano, salinidade, seca, patógenos e encharcamento. Entretanto, há pouca informação sobre GRPs de plantas e seus papéis no desenvolvimento e resposta a estresses. As GRPs podem ser divididas em quatro classes (I, II, III, IV) de acordo com sua estrutura primária e presença de domínios característicos. A classe IV é composta por proteínas ligantes de RNA. Domínios adicionais permitem dividir a classe IV de GRPs em quatro subclasses (IVa, IVb, IVc, IVd). A subclasse IVc é representada por proteínas contendo um cold-schock domain (CSD) e dedos de zinco CCHC tipo retrovirais. O objetivo do presente estudo foi: (i) identificar e caracterizar os genes codificantes de classe IV de GRPs, (ii) verificar a padrão de expressão dos genes codificantes da subclasse IVc de GRPs e (iii) produzir plantas de soja transgênicas expressando o gene AtGRP2, o qual foi mostrado estar envolvido na floração e desenvolvimento da semente em Arabidopsis, e também poderia desempenhar um papel na aclimatação ao frio. Um total de 47 genes codificantes da classe IV de GRPs foi identificado no genoma da soja: 19 da subclasse IVa, sete da IVb, seis da IVc e 15 da IVd. Análises in silico indicaram uma expressão preferencial de todos os genes codificantes da subclasse IVc em tecidos em desenvolvimento. Análises de RT-qPCR revelaram que plantas jovens e maduras exibem uma expressão mais alta em folhas do que em outros órgãos, com exceção dos genes GRP2L_4/5 que tiveram expressão mais alta em sementes. GRP2L_4/5 e GRP2L_2 foram induzidos em resposta a baixas temperaturas. Sob estresse com ABA a expressão de todos os genes foi reprimida em folhas e/ou raízes, com exceção do gene GRP2L_2 que foi induzido em raízes. Em resposta a infecção com Phakopsora pachyrhizi, a expressão de GRP2L_2 e GRP2L_3 foi mais alta e precoce no genótipo suscetível quando comparada com o resistente, enquanto que a resposta de GRP2L_4/5 e GRP2L_6 foi mais tardia no genótipo resistente. Ainda, embriões somáticos secundários das cultivares Bragg, IAS-5 e BRSMG 68 Vencedora de soja foram usados para introduzir o gene AtGRP2 no genoma da soja por bombardeamento e sistema bombardeamento/Agrobacterium. Seis eventos de transformação independentes foram confirmados por PCR. No presente momento as plantas estão em desenvolvimento em frascos de vidro. No presente estudo a classe IV de GRPs em soja foi identificada e caracterizada. Este é o primeiro passo para elucidar o papel destas proteínas em plantas. / Molecular information on plant developmental process, as well as detailed knowledge of the interaction between stress conditions and plant response to environmental factors are essential for understanding the adaptive response. Glycine-Rich Proteins (GRP) have the amino acid glycine well represented in their primary structure. The genes encoding GRPs are developmentally regulated and induced by auxin, ABA, cold, wound, light, circadian rhythm, salinity, drought, pathogens, and flooding. However, there is scarce information about plant GRPs and its role on development and stress response. The GRPs can be divided into four classes (I, II, II and IV) according to their primary structure and the presence of characteristic domains. Class IV is composed by RNA-binding proteins. Additional domains permit to split class IV GRPs into four subclasses (IVa, IVb, IVc and IVd). Subclass IVc is represented by proteins containing a Cold-Shock Domain (CSD) and retroviral-like CCHC zinc fingers. The goal of the present study was: (i) to identify and characterize the genes encoding class IV GRPs, (ii) to verify the relative expression of genes encoding subclass IVc GRPs and (iii) to produce transgenic soybean plants expressing the AtGRP2 gene, which was shown to be involved in Arabidopsis flower and seed development, and can also play a role in cold acclimation. A total of 47 genes encoding class IV GRPs were found in the soybean genome: 19 from IVa, seven from IVb, six from IVc and 15 from IVd subclasses. In silico analyses indicated a preferential expression of all genes encoding subclass IVc GRPs in tissues under development. RT-qPCR analyses revealed that both young and mature plants exhibit relative higher expression of subclass IVc GRPs in leaves than in other organs, with exception of GRP2L_4/5 genes that have higher expression in seeds. The GRP2L_4/5 and GRP2L_2 were up-regulated in response to low temperatures. Under ABA stress the expression of all genes was down-regulated in leaves and roots, with exception of GRP2L_2 gene that was up-regulated in roots. In response to Phakopsora pachyrhizi infection, GRP2L_2 and GRP2L_3 expression was higher and earlier in the susceptible genotype when compared with that of the resistant one, while GRP2L_4/5 and GRP2_6 respond later in the resistant genotype. Furthermore, secondary somatic embryos of Bragg, IAS-5 and BRSMG 68 Vencedora soybean cultivars were used to introduce the AtGRP2 gene into the soybean genome by particle bombardment and bombardment/Agrobacterium system. Six independent Bragg transformation events were confirmed by PCR. In the present moment the plants are under development in glass flasks. In the present study the soybean class IV GRPs were identified and characterized. This is the first step to elucidate the role of these proteins in plants.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:25:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Denise_dos_Santos_colaresl.pdf: 673518 bytes, checksum: 7c45d65e0fc8e9a1e7438b33e7da2bab (MD5) Previous issue date: 2009-04-23 / Aluminum is the most abundant metal in the earth s crust. Under acidic conditions, aluminum is solublized to its ionic form, which shows toxicity to plants. Aluminum rapidly inhibits root elongation and subsequently the uptake of water and nutrients, resulting in significant reduction of crop production on acid soils. Rice is one of the most aluminum-tolerant species among economically important crops. However, the physiological mechanism responsible for the high aluminum tolerance in rice has not been elucidated. On the other hand, rice genome is a model for the Poaceae and shows high sinteny with this family of plants. In this work, 30 rice cultivars were evaluated under four aluminum concentrations in hidroponic system. The genetic variability between the rice cultivars was evaluated through multivariated analysis. According to the tolerance response observed, 10 genotypes were selected to be evaluated in relation to a dose x time of exposition experiment. Finally, the expression of the gene OsFRDL1 was quantified in two rice cultivars differing in aluminum tolerance. There was variability in relation to aluminum tolerance between the 30 rice cultivars evaluated. The most tolerant genotypes were IAC 500, BRS Liderança and BRS Curinga and the sensitive ones were BR-IRGA 410, IAS 12-9 Formosa and Arroz da Terra. The tolerant cultivars IAC 500, BRS Liderança and BRS Curinga showed high genetic similarity and are promising genotypes for crosses aiming to increase aluminum tolerance in the progenies. Cultivars responded in a different way to the dose x time of exposition to aluminum experiment. Forty-eight hours of exposition to a solution containing an aluminum concentration of 14 mg L-1 showed to be the best combination of treatments to perform the screening of tolerant and sensitive cultivars. The expression of the gene OsFRDL1 was higher in the aluminum tolerant cultivar Farroupilha than in the aluminum-sensitive cultivar BRIRGA 410. / O alumínio é o metal mais abundante da crosta terrestre, estando presente, em sua maior parte, sob formas não prejudiciais às plantas. Condições de reduzido pH, entretanto, originam a espécie fitotóxica Al3+, que se constitui em um dos principais fatores limitantes à produção agrícola em solos ácidos. O principal sintoma da toxidez causada por alumínio é um rápido decréscimo no crescimento radicular, dificultando a absorção de água e nutrientes pela planta. O arroz é considerado, dentre as culturas de importância econômica, como uma das mais tolerantes a esse metal. Apesar disso, os mecanismos dessa elevada tolerância não são ainda conhecidos. Por outro lado, seu genoma é modelo para as poáceas, além de apresentar elevada sintenia com essa família de plantas. Com o objetivo de caracterizar 30 cultivares de arroz quanto à tolerância ao alumínio, as mesmas foram submetidas a quatro níveis do metal em solução nutritiva. Através de análise multivariada, foi avaliada a variabilidade existente entre os genótipos. Com base na resposta ao estresse, dez cultivares foram escolhidas para serem analisadas em relação ao aumento no tempo de exposição a diferentes doses de alumínio. Por fim, foi avaliada a expressão do gene OsFRDL1 em dois genótipos contrastantes quanto à tolerância ao alumínio. Foi verificada variabilidade em relação à tolerância ao alumínio entre as 30 cultivares. As mais tolerantes foram IAC 500, BRS Liderança e BRS Curinga, enquanto as mais sensíveis foram BR-IRGA 410, IAS 12-9 Formosa e Arroz da Terra. BRS Curinga, BRS Liderança e IAC 500, tolerantes ao alumínio, apresentaram elevada similaridade genética e são promissores para serem utilizados em cruzamentos que visem à obtenção de progênies superiores para tolerância ao alumínio. Através do experimento que combinou doses de alumínio x tempos de exposição foi possível verificar que os genótipos respondem de forma diferenciada ao aumento no tempo de exposição às diferentes concentrações de alumínio. A melhor combinação para diferenciar genótipos foi de 48 horas de exposição a 14 mg L-1 de alumínio. A expressão do gene OsFRDL1 foi maior na cultivar Farroupilha, tolerante ao alumínio, do que na BR-IRGA 410, sensível ao metal.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Cassava (Manihot esculenta Crantz) belongs to the family Euphorbiceae, Manihot genus, which consists of 98 species Manihot esculenta being the only commercially produced. It is usually propagated vegetatively, but several factors such as the process of soil salination can cause serious damage to crops, decreasing the production of cassava. For the maintenance of physiological processes in adverse conditions such as salt stress, plants accumulate amino acids compatible to the cytosol, such as proline, which assists in maintaining the osmotic pressure, keeping the water absorption. micropropagation in vitro seedlings require a number of requirements, such as growth room with artificial light and carbon source, which together with the low survival rate in the acclimatization, more expensive the final product. The use of natural light even in vitro rooting phase, called photoautotrophy, and the decrease in sucrose concentration appears as potential possibilities to improve the acclimatization of plants, helping reduce costs and enabling trade. In Chapter 1, six genotypes were used in the ex vitro salinity experiment: Sergipe, Lagoão, BRS Verdinha, BRSTapioqueira, BRS Kiriris and BRS Formosa. During acclimatization, the seedlings were watered weekly with MS liquid solution, with or without added 4 or 8 g.L-1 NaCl, making three treatments. After 90 days it was found that the cultivars BRS Formosa and BRS Kiriris had higher salt tolerance and proline accumulation was intensified in all varieties from the addition of salt to the substrate. In Chapter 2, the treatments were applied in vitro rooting phase, and with different concentrations of sucrose (10, 20, 30 and 40 g.L-1) for Tapioqueira and Lagoão for 45 days and transferred to the greenhouse. After 60 days were assessed: root number, leaf number, number of tubercle, shoot length, root length, number of buds, shoot dry weight, root dry weight and survival rate. The two genotypes developed better at higher sucrose concentrations. In a second experiment, the treatments sucrose (10, 20 and 30 g.L-1) and light (natural and artificial growth area) were applied at the same stage, and the BRS Formosa, BRS Verdinha and Lagoão. After 45 days under natural light or artificial light, the explants were transferred to the greenhouse. After 60 days, the BRS Formosa and Lagoão performed better under natural light and high sucrose concentrations, as BRS Verdinha had better development under natural light, but with lower carbohydrate concentration. In Chapter 3, explants of Lagoão, BRS Tapioqueira and BRS Verdinha were inoculated in MS medium without growth regulators and with different salt concentrations (0, 25, 50, 75 and 100 mM). After 90 days, BRS Verdinha and BRS Tapioqueira had higher salt tolerance and BRS Tapioqueira showed greater potential to osmoregulation due to its high proline production. / A mandioca (Manihot esculenta Crantz) pertence à família Euphorbiceae, gênero Manihot, que é composto por 98 espécies, sendo a Manihot esculenta a única comercialmente produzida. Geralmente é propagada vegetativamente, porém, vários fatores como o processo de salinização do solo podem ocasionar danos graves às plantações, diminuindo a produção da mandiocultura. Para a manutenção dos processos fisiológicos em situações adversas como estresse salino, as plantas acumulam aminoácidos compatíveis ao citossol, como a prolina, que auxilia na manutenção da pressão osmótica, mantendo a absorção de água. Mudas micropropagadas in vitro demandam uma série de requisitos, como sala de crescimento com luz artificial e fonte de carbono, o que juntamente com a baixa taxa de sobrevivência na aclimatização, encarecem o produto final. O uso de luz natural ainda na fase de enraizamento in vitro, denominado fotoautotrofia, e a diminuição na concentração de sacarose surgem como possibilidades potenciais para melhorar a aclimatização de plantas, auxiliando na redução de custos e viabilizando o comércio. No capítulo 1, seis genótipos foram utilizados no experimento de salinidade ex vitro: Sergipe, Lagoão, BRS Verdinha, BRS Tapioqueira, BRS Kiriris e BRS Formosa. Durante a aclimatização, as mudas foram regadas semanalmente com solução MS líquido, adicionado de 0, 4 e 8 g.L-1 de NaCl, perfazendo três tratamentos. Após 90 dias constatou-se que as cultivares BRS Formosa e BRS Kiriris apresentaram maior tolerância ao estresse salino e o acúmulo de prolina foi intensificado em todos os genótipos a partir da adição de sal ao substrato. No capítulo 2, os tratamentos foram aplicados na fase de enraizamento in vitro, e com diferentes concentrações de sacarose (10; 20; 30 e 40 g.L-1) para BRS Tapioqueira e Lagoão por 45 dias e transferidas para casa de vegetação, onde permaneceram por 60 dias. Foram avaliados o número de raiz, número de folha, número de tubérculo, comprimento da parte aérea, comprimento de raiz, número de gemas, massa seca da parte aérea, massa seca de raiz e taxa de sobrevivência. Os dois genótipos apresentaram melhor desempenho em concentrações mais altas de sacarose. Num segundo experimento, os tratamentos sacarose (10; 20 e 30 g.L-1) e luz (natural e artificial da sala de crescimento) foram aplicados na mesma fase, e para os genótipos BRS Formosa, BRS Verdinha e Lagoão. Após 45 dias sob luz natural ou luz artificial, os explantes foram transferidos para casa de vegetação. Após 60 dias, a BRS Formosa e Lagoão obtiveram melhores resultados sob luz natural e altas concentrações de sacarose e a BRS Verdinha o melhor desenvolvimento sob luz natural, porem na menor concentração. No Capítulo 3, explantes dos genótipos Lagoão, BRS Tapioqueira e BRS Verdinha foram inoculados em meio MS, sem reguladores de crescimento e com diferentes concentrações salinas (0; 25; 50; 75 e 100 mM). Após 90 dias, BRS Tapioqueira e BRS Verdinha apresentaram maior tolerância ao estresse salino, bem como BRS Tapioqueira maior potencial de osmorregulação devido a sua alta produção de prolina.

Orientadora: Profª. Drª. Hana Paula Masuda / Coorientador: Prof. Dr. Danilo da Cruz Centeno / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, São Bernardo do Campo, 2018. / Os oligossacarídeos da série da rafinose (OSRs) são carboidratos formados pela adição sequencial de um grupo galactosil, geralmente doado por uma molécula de galactinol, à molécula de sacarose. Essa via é regulada principalmente por três enzimas. A galactinol sintase (GOLS) que é responsável pela síntese de galactinol. A rafinose sintase (RAFS) que transfere o resíduo galactosil do galactinol à molécula de sacarose dando origem a rafinose. E a estaquiose sintase (STS) que é responsável pela transferência de galactosil para a rafinose, dando origem a estaquiose. Esses açúcares desempenham importantes papéis fisiológicos nas células vegetais e têm sido considerados como moléculas chave na resposta ao estresse abiótico. Cada enzima envolvida no metabolismo dos OSRs é codificada por uma família de gênica. No entanto, ainda são escassos os trabalhos que apresentem descrições sistemáticas dos genes e suas relações evolutivas nas espécies vegetais. Os poucos trabalhos disponíveis focam nos genes que codificam GOLS, frequentemente considerada a enzima-chave da via. O objetivo deste trabalho foi estudar a diversidade e evolução dos genes rafs e sts em monocotiledôneas, para ampliar o conhecimento sobre os genes nessas espécies. Foram investigados genes rafs e sts em oito espécies vegetais, seis monocotiledôneas e duas dicotiledôneas. Também foram produzidas análises filogenéticas, de ortologia e a caracterização dos domínios proteicos nos genes identificados. Os resultados mostraram que RAFS e STS existem em grande diversidade e que são codificadas por vários genes putativos. As árvores filogenéticas permitiram diferenciar rafs de sts, sugerir relações evolutivas entre os genes e identificar diferentes grupos nessa família gênica. Análises de sintenia indicam a existência de genes ortólogos e duplicações in tandem. Por fim, a análise dos domínios proteicos confirmou a similaridade entre rafs e sts. Como conclusão, essa dissertação expande o conhecimento a respeito dos genes codificadores da via do OSRs, fornece informações para futuros trabalhos com foco em biotecnologia e contribui com a descrição das informações genômicas obtidas nos projetos de sequenciamento genético de espécies vegetais. / The raffinose series oligosaccharides (RFOs) are small carbohydrates synthetized by the sequential addition of a galactosil group, usually donated by a galactinol to sucrose. This metabolic pathway is regulated, among others, by the galactinol synthase (GOLS) enzyme, responsible for the synthesis of galactinol; the raffinose synthase (RAFS), responsible for the transfer of a galactosil group to sucrose, synthetizing rafinose, and; stachyose synthase (STS), responsible for the transfer of another galactosil group to raffinose, thus producing stachyose. These sugars play important physiological roles on plant cells and are considered key molecules in the response to abiotic stress. The enzymes involved on the RFOs metabolism exhibit a large number of functional genes. However, few studies present systematic descriptions of these genes and their evolutionary relationships on plant species. The few available studies focused on the genes that code for GOLS, frequently considered the key enzyme of RFOs metabolic pathway. The objective of this study was to understand the diversity and evolution of the rafs and sts genes in monocot species, to extend the knowledge on these plant genes. Rafs and sts genes were surveyed in eight plant species, six monocot and two dicot species. Phylogenetic and synteny analyses were performed, as well as, the characterization of the protein domains. The results showed that a large number of putative genes codifies both RAFS and STS, indicating that this gene family have a high diversity in plant genomes. The phylogenetic trees allowed proposing the evolutionary relationships between those genes and suggested the existence of different sequence groups. Synteny analyses showed groups of orthologue genes and in tandem gene duplications. Finally, the protein domain analyses corroborated the high similarity between rafs and sts. In conclusion, this work expands the knowledge about RFOs metabolism genes, provided information for further biotechnology studies and contributes to the description of sequence data from genomics projects.