Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-06-08T14:11:20Z No. of bitstreams: 1 Gemima Manco de Melo.pdf: 4541241 bytes, checksum: 51ba1feddd51694a09bdab1ae2c767d3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-08T14:11:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gemima Manco de Melo.pdf: 4541241 bytes, checksum: 51ba1feddd51694a09bdab1ae2c767d3 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / During all phenological phases, the plants are under the effects of environmental variations and to survive stressful conditions, they use antioxidant defense mechanisms, able to regulate the excess reactive oxygen species. Preconditioning techniques (priming), consisting of prior exposure to a stressor agent can stimulate the antioxidative defense mechanisms and promote more efficient responses, when the plant was again subjected to a stress cycle. The thesis has been conducted with the aim to describe the redox state of varieties of sugarcane micropropagation in temporary immersion bioreactor system (BIT) and submitted to in vitro priming with sodium chloride (NaCl), aiming to promote the rustification and preconditioning to salt stress and water, through analysis of growth and biochemical responses. Two experiments, which originated three scientific articles were performed. In the first, planting sugarcane variety RB867515 halopriming received treatments with 100 mM NaCl during in vitro culture in BIT and were subsequently subject to gradual salt stress in the greenhouse. In the second, plants of the variety RB98710 were preconditioned with halopriming in vitro (25 mM NaCl), submitted to treatments gradual salt stress with posterior irrigation without NaCl and evaluation of recovery. In the third, they were also performed treatments halopriming (25 mM de NaCl) with the variety RB98710, with subsequent submission of plants to salt and water stress. In the first article, preconditioning for 24 hours to afforded a better development of the plants of the variety RB867515 during salt stress. Has preserved the growth of plants, prevented the buildup of toxic ions and contributed to maintenance of the hydrogen peroxide levels (H2O2). In the second article, the priming favored the growth parameterswhile keeping the buildup of plant biomass and tillering, providing tolerance to salinity variety RB98710. In the third article, the treatment of priming stimulated the of enzymes activity of superoxide dismutase and catalase, which avoided lipid peroxidation and H2O2 accumulation, but it is not preserved the growth of plants in saline stress conditions. There was also no effect of priming to water stress, this caused reduction in plant growt, increase in content of H2O2 and lipid peroxidation. / Durante todas as fases fenológicas, as plantas estão sob efeitos de variações ambientais e para sobreviver às condições estressantes, elas utilizam mecanismos de defesa antioxidativos, capazes de regular o excesso de espécies reativas de oxigênio. Técnicas de pré-condicionamento (priming), que consistem em uma prévia exposição a um agente estressor podem estimular os mecanismos de defesa antioxidativos e promover respostas mais eficientes, quando a planta for submetida a um novo ciclo de estresse. O trabalho de tese foi realizado com o objetivo de descrever o estado redox de variedades de cana-de-açúcar micropropagadas em sistema de biorreatores de imersão temporária (BIT) e submetidas a priming in vitro com cloreto de sódio (NaCl), visando favorecer a rustificação e o pré-condicionamento ao estresse salino e hídrico, através de análises de respostas de crescimento e bioquímicas. Foram realizados dois experimentos, que originaram três artigos científicos. No primeiro, plantas de cana-de-açúcar da variedade RB867515 receberam tratamentos de halopriming com 100 mM de NaCl durante cultivo in vitro em BIT e posteriormente foram submetidas a estresse salino gradativo em estufa. No segundo, plantas da variedade RB98710 foram pré-condicionadas com halopriming in vitro (25 mM de NaCl), submetidas a tratamentos de estresse salino gradativo com posterior irrigação sem NaCl e avaliação da recuperação. No terceiro, também foram realizados tratamentos de halopriming (25 mM de NaCl) com a variedade RB98710, com posterior submissão das plantas ao estresse salino e hídrico. No primeiro artigo, o pré-condicionamento durante 24 horas proporcionou um melhor desenvolvimento das plantas da variedade RB867515 durante as condições de estresse salino. Preservou o crescimento das plantas, preveniu o acúmulo de íons tóxicos e contribuiu para a manutenção dos níveis de peróxido de hidrogênio (H2O2). No segundo artigo, o priming favoreceu os parâmetros de crescimento, mantendo o acúmulo de biomassa das plantas e o perfilhamento, proporcionando tolerância da variedade RB98710 à salinidade. No terceiro artigo, o tratamento de priming estimulou a atividade das enzimas superóxido dismutase e catalase, o que evitou a peroxidação lipídica e o acúmulo de H2O2, porém não preservou o crescimento das plantas em condições de estresse salino. Também não houve efeito do priming ao estresse hídrico, este provocou reduções no crescimento das plantas, aumento no teor de H2O2 e na peroxidação lipídica.

Submitted by Cibele Nogueira (cibelenogueira@ufgd.edu.br) on 2016-03-01T14:49:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) Andre Carlesso.pdf: 618831 bytes, checksum: 6aee96184957696439bb61b809585308 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-01T14:49:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) Andre Carlesso.pdf: 618831 bytes, checksum: 6aee96184957696439bb61b809585308 (MD5) Previous issue date: 2015-05-19 / Maize is one of the most demanding fertilizers culture, especially nitrogen. The genetic breeding can contribute to reduce the use of nitrogen fertilizer obtaining cultivars that are efficient in the nitrogen use.The objective of this work was select partially inbred maize lines with efficient of nitrogen use. It have been used 42 maize lines S3 previously selected based on efficiency studies for the nitrogen use and seven commercial hybrids as control. Three simultaneous experiments were carry out in Dourados, Glória de Dourados and Laguna Carapã; all in Mato Grosso do Sul state. The experimental design was incomplete blocks in simple lattice 7x7. The experimental plot consisted of a line of 5 m, spaced 0.90 m between rows and 0.20 m between plants. It was applied 30 kg ha-1 and 120 kg ha-1 N to characterize the environment with and without nitrogen stress, respectively. The inbred maize lines presented genetic variability for seed yield in low nitrogen availability,therefore, there is the possibility of selecting partially inbred lines to produce hybrids efficient in nitrogen use. The lines L3, L6, L7, L9, L10, L12, L13, L14, L16, L23, L26, L28, L31, L32, L34, L35, L37, L38 and L39 presented potential to be exploited as a source of germplasm to obtain cultivars tolerant in low nitrogen availability aiming cultivation by small producers. The use of the three clustering techniques allowed the individualization of the lines L5, L36, L9, L6 and L41, that even changing the grouping method these genotypes had the highest dissimilarity. / O milho é uma das culturas mais exigentes em fertilizantes, especialmente os nitrogenados. O melhoramento genético pode contribuir para a redução do uso de fertilizantes nitrogenados, por meio da obtenção de cultivares que sejam eficientes no uso do nitrogênio. O objetivo deste trabalho foi selecionar linhagens de milho, parcialmente endogâmica, com eficiência no uso de nitrogênio. Foram utilizadas 42 linhagens S3 de milho, previamente selecionadas com base em estudos para eficiência do uso de nitrogênio e sete híbridos comerciais utilizados como testemunhas. Foram realizados três experimentos simultâneos em Dourados, Glória de Dourados e Laguna Carapã, todos no estado do Mato Grosso do Sul. O delineamento experimental adotado foi o de blocos incompletos em látice simples 7x7. A parcela experimental foi constituída de uma linha de 5 m, com espaçamento de 0,90 m entre linhas e 0,20 m entre plantas. Foram aplicados 30 kg ha-1 e 120 kg ha-1 de N para caracterizar o ambiente com e sem estresse ao nitrogênio, respectivamente. As linhagens apresentaram variabilidade genética para produtividade de grãos em baixa disponibilidade de nitrogênio, assim existe a possibilidade de selecionar linhagens parcialmente endogâmicas para produção de híbridos eficientes no uso do nitrogênio. As linhagens denominadas como L3, L6, L7, L9, L10, L12, L13, L14, L16, L23, L26, L28, L31, L32, L34, L35, L37, L38 e L39, apresentaram potencial para serem exploradas como fonte de germoplasma visando à obtenção de cultivares tolerantes a baixas disponibilidades de nitrogênio, visando o cultivo por pequenos produtores.A utilização das três técnicas de agrupamento possibilitou a individualização das linhagens L5, L36, L9, L6 e L41, que mesmo alterando o método de agrupamento, esses genótipos apresentaram a maior dissimilaridade.

Submitted by Cibele Nogueira (cibelenogueira@ufgd.edu.br) on 2016-03-10T14:54:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) encrypted_ANDRECARLESSO.pdf: 599227 bytes, checksum: d37f473ff8abdb6e5f5b7b0f724e8516 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-10T14:54:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) encrypted_ANDRECARLESSO.pdf: 599227 bytes, checksum: d37f473ff8abdb6e5f5b7b0f724e8516 (MD5) Previous issue date: 2015-05-19 / Maize is one of the most demanding fertilizers culture, especially nitrogen. The genetic breeding can contribute to reduce the use of nitrogen fertilizer obtaining cultivars that are efficient in the nitrogen use.The objective of this work was select partially inbred maize lines with efficient of nitrogen use. It have been used 42 maize lines S3 previously selected based on efficiency studies for the nitrogen use and seven commercial hybrids as control. Three simultaneous experiments were carry out in Dourados, Glória de Dourados and Laguna Carapã; all in Mato Grosso do Sul state. The experimental design was incomplete blocks in simple lattice 7x7. The experimental plot consisted of a line of 5 m, spaced 0.90 m between rows and 0.20 m between plants. It was applied 30 kg ha-1 and 120 kg ha-1 N to characterize the environment with and without nitrogen stress, respectively. The inbred maize lines presented genetic variability for seed yield in low nitrogen availability,therefore, there is the possibility of selecting partially inbred lines to produce hybrids efficient in nitrogen use. The lines L3, L6, L7, L9, L10, L12, L13, L14, L16, L23, L26, L28, L31, L32, L34, L35, L37, L38 and L39 presented potential to be exploited as a source of germplasm to obtain cultivars tolerant in low nitrogen availability aiming cultivation by small producers. The use of the three clustering techniques allowed the individualization of the lines L5, L36, L9, L6 and L41, that even changing the grouping method these genotypes had the highest dissimilarity. / O milho é uma das culturas mais exigentes em fertilizantes, especialmente os nitrogenados. O melhoramento genético pode contribuir para a redução do uso de fertilizantes nitrogenados, por meio da obtenção de cultivares que sejam eficientes no uso do nitrogênio. O objetivo deste trabalho foi selecionar linhagens de milho, parcialmente endogâmica, com eficiência no uso de nitrogênio. Foram utilizadas 42 linhagens S3 de milho, previamente selecionadas com base em estudos para eficiência do uso de nitrogênio e sete híbridos comerciais utilizados como testemunhas. Foram realizados três experimentos simultâneos em Dourados, Glória de Dourados e Laguna Carapã, todos no estado do Mato Grosso do Sul. O delineamento experimental adotado foi o de blocos incompletos em látice simples 7x7. A parcela experimental foi constituída de uma linha de 5 m, com espaçamento de 0,90 m entre linhas e 0,20 m entre plantas. Foram aplicados 30 kg ha-1 e 120 kg ha-1 de N para caracterizar o ambiente com e sem estresse ao nitrogênio, respectivamente. As linhagens apresentaram variabilidade genética para produtividade de grãos em baixa disponibilidade de nitrogênio, assim existe a possibilidade de selecionar linhagens parcialmente endogâmicas para produção de híbridos eficientes no uso do nitrogênio. As linhagens denominadas como L3, L6, L7, L9, L10, L12, L13, L14, L16, L23, L26, L28, L31, L32, L34, L35, L37, L38 e L39, apresentaram potencial para serem exploradas como fonte de germoplasma visando à obtenção de cultivares tolerantes a baixas disponibilidades de nitrogênio, visando o cultivo por pequenos produtores.A utilização das três técnicas de agrupamento possibilitou a individualização das linhagens L5, L36, L9, L6 e L41, que mesmo alterando o método de agrupamento, esses genótipos apresentaram a maior dissimilaridade.

Uma das alternativas para reduzir os efeitos negativos das altas temperaturas nas plantas e, consequentemente a perda na produção e qualidade é a utilização de indutores de tolerância. Dentro deste contexto, a L-arginina, se apresenta como uma alternativa, por ser um dos aminoácidos mais funcionais e precursora de importantes compostos na regulação metabólica das plantas, com efeito na atenuação do estresse abiótico. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação foliar de diferentes doses de L-arginina (0; 0,15; 0,25; 0,5; 1,0 e 2,0 g L-1) na fisiologia, produção e qualidade do tomate cultivar Pizzadoro cultivado em ambiente protegido no período de verão. Para avaliação do efeito da L-arginina na fisiologia, foram feitas análises de indicadores de estresse dos compostos malonaldeído (MDA) e peróxido de hidrogênio (H2O2), das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e ascorbato peroxidase (APX), teores de aminoácidos livres e teores de nutrientes nas folhas de tomateiro. Na produção foram determinadas a produção total (PT), a produção com presença de defeitos (PRDEF), a produção não comercial (PRNC) e a produção comercial (PC) com a classificação de calibre pequeno (PROP), médio (PROM) e grande (PROG). Além disso, foram determinados o número de frutos totais (NFT), número de frutos com presença de defeitos (NDEF), número de frutos não comerciais (NFNC) e número de frutos comerciais (NFC) com classificação de calibre pequeno (NFP), médio (NFM) e grande (NFG). Amostras de frutos maduros foram colhidas para a determinação de sólidos solúveis (SST), pH da polpa, ácido ascórbico (AA) e acidez total titulável (ATT) para determinação da qualidade do tomate. A aplicação de 1,0 g L-1 de L-arginina diminuiu o teor de MDA, e aumentou a atividade das enzimas CAT e APX. Além disso, essa dose do aminoácido aumentou a PC, PT, NFC, NFT e diminuiu a produção de NFNC. / Tolerance inductor products are one of the alternatives to reduce the negative effects of abiotic factors in plants, for instance the decrease of crop yield and quality. In this context, L-arginine is one option of this products to mitigate abiotic plant stress, due to its importance as a functional amino acid and precursor of metabolic plant compounds. Hence, the project objective was to evaluate the exogenous foliar application of different rates of L-arginine (0; 0.15; 0.25; 0.5; 1.0 e 2.0 g L-1) on physiology, yield and quality of tomato cultivar Pizzadoro growth in protected enviroment during Summer. Physiological effect were analized by markers of oxidative stress, as malondialdehyde (MDA) and hydrogen peroxide; activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) enzymes; free amino acids and nutrient contents in tomato leaves. Yield was estimated by total production (TP), production of defective fruit (PDF), non-commercial fruit production (NCFP) and commercial fruit production (CP). CP was classified as small (SPRO), medium (MPRO) and large (LPRO) sizes. Number of total fruit (NTF), number of defective fruit (NDF), number of non-commercial fruit (NNCF) and number of commercial fruit (NCF) were classified as small (NSF), medium (NMF) and large (NLF) sizes. Sample of mature tomatoes were harvested to assess quality, by content of soluble solids (SST), pH of tomato pulp, ascorbic acid (AA) and titratable acidity (TA). Application of L-arginine at rate of 1.0 g L-1 reduced MDA and increased CAT and APX. Besides physiological aspects, this level of amino acid increased CP, TP, NCF, NTF and decreased NNCF.

O crescente aumento da contaminação do solo por metais pesados, em especial o cádmio (Cd), associado à importância dos cereais, sendo estes nos países subdesenvolvidos e alguns em desenvolvimento a maior fonte protéica, são aspectos importantes que originaram a ideia deste estudo que procura analisar o metabolismo do aminoácido essencial lisina em milho (Zea mays), submetido à contaminação por Cd. Foram realizados vários ensaios a fim de se avaliar a atividade das principais enzimas do sistema antioxidante, a quantidade de aminoácidos solúveis totais e a atividade das enzimas da via do anabolismo e catabolismo da lisina. Os resultados foram apresentados na forma de dois capítulos. O capítulo 1 apresenta a caracterização bioquímica das plantas de milho (linhagem 161) submetidas ao estresse pelo Cd analisando-se a quantificação do metal nos diferentes tecidos vegetais, análise das principais enzimas do sistema antioxidante, quantificação de proteínas de reserva e aminoácidos solúveis totais, além da análise das principais enzimas da via da lisina. Os resultados da caracterização bioquímica mostraram que estes parâmetros avaliados não diferiram significativamente entre as plantas contaminadas e as do controle. No capítulo 2 foi realizada a análise das principais enzimas da via da lisina em um outro genótipo de milho, sendo uma variedade comercial (AL Avaré). De maneira geral, os resultados mostraram que o Cd induziu leves alterações nas atividades de algumas enzimas da via da lisina. Além disso, foram observadas diferenças entre os dois genótipos, tanto nas atividades específicas de enzimas como na quantificação de aminoácidos livres. Além dos dois capítulos, foram incluídos dois estudos complementares, que trouxeram análises adicionais ao estudo principal. O estudo complementar 1, apresenta os resultados de um estudo com plântulas de milho, de diferentes genótipos, sendo um com maiores teores de lisina (opaco2) e os outros para alta eficiência no uso de nitrogênio (EUN) e para baixa EUN. Tanto os resultados da peroxidação lipídica, quanto a quantidade de aminoácidos solúveis totais apresentaram diferenças entre os genótipos e doses de Cd utilizadas. O estudo complementar 2 apresenta alguns dados de enzimas antioxidantes, em PAGE não-desnaturante, de coleóptilos e radículas de embriões imaturos (sem a presença de endosperma) e germinados na presença de Cd. Estes dados mostraram uma nítida resposta antioxidante. Além disso, foram analisadas algumas células provenientes de radículas de sementes de milho germinada na presença de Cd, a fim de se avaliar os danos do metal sobre o DNA. Em resumo, os resultados obtidos neste estudo nos ajudaram a entender um pouco mais sobre o efeito do Cd nos processos fisiológicos e bioquímicos das plantas analisadas. Entretanto, estes dados podem ser considerados o ponto de partida para estudos mais detalhados. / The increase of soil contamination by heavy metals, especially cadmium (Cd), associated with the importance of cereals, which are the major source of protein in the underdeveloped and some developing countries, are important aspects that gave rise to the idea for this study which tries to analyze the metabolism of the essential amino acid lysine in maize (Zea mays), submitted to the contamination by Cd. Several tests were carried out to evaluate the activity of the main enzymes of the antioxidant system, the amount of total soluble amino acids and the activity of enzymes of lysine metabolism. The results were presented two chapters. Chapter 1 reports the biochemical characterization of the maize plants (a line with higher levels of lysine, L161) submitted to stress by Cd analyzing the metal quantification in different plant tissues, analysis of the main enzymes of the antioxidant system, quantification of reserve proteins and total soluble amino acids, in addition to the analysis of the main enzymes of lysine pathway The results showed that these parameters did not differ significantly between contaminated plants and those of the control. In Chapter 2 the main enzymes of lysine metabolism were analyzed in a commercial variety of maize (AL Avaré). Overall, the results showed that Cd induced slight changes in the activities of some enzymes of lysine pathway. In addition, differences were observed between the two genotypes, both in the specific activities of enzymes and on quantification of soluble amino acids. In addition to the two chapters, two complementary studies were included, which provided additional analyzes to the main study. Complementary study 1 presents the results of a study with maize seedlings of different genotypes, one with higher lysine (opaque2) and others for high efficiency in nitrogen use (EUN) and low EUN. Lipid peroxidation results and the amount of total soluble amino acids showed differences between the genotypes and the Cd concentrations used. Complementary study 2 presents some non-denaturing antioxidant enzyme data from coleoptiles and immature embryo rootlets (without the presence of endosperm) and germinated in the presence of Cd. These data showed a clear antioxidant response. In addition, some cells from germinated maize seedlings were analyzed in presence of Cd in order to evaluate the damage of the metal on the DNA. In summary, the results obtained in this study helped us to understand a little more about the effect of Cd on the physiological and biochemical processes of the plants analyzed. However, these data can be considered the starting point for more detailed studies.

Orientador: Paulo Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T23:29:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barreto_PedroPaulo_D.pdf: 2593736 bytes, checksum: 667c2ed03e1e7e51ac393087c3acc7ae (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A proteína desacopladora mitocondrial 1 (UCP1) é uma proteína mitocondrial codificada pelo núcleo capaz de desacoplar o gradiente eletroquímico usado para a síntese de ATP, dissipando a energia na forma de calor. A descoberta de homólogos e ortólogos da UCP1, sugere outros papéis fisiológicos para estas proteínas. As UCPs podem servir como uma válvula de escape, diminuindo a força protonmotiva (PMF) e reduzindo a produção de ROS em condições desfavoráveis. Plantas superexpressando UCPs se desenvolvem melhor quando submetidas a estresses bióticos e abióticos. Estas plantas demonstraram diminuição na produção de ROS, alteração no estado redox celular, além de um aumento no metabolismo energético e na fotossíntese. Neste trabalho nós investigamos os mecanismos moleculares envolvidos no metabolismo energético celular e resposta a estresses em plantas de tabaco superexpressando a UCP1 de A. thaliana. Demonstramos, através de análises moleculares e genômicas, que a superexpressão da UCP1 é capaz de provocar o aumento na respiração desacoplada em mitocôndrias isoladas, diminuir o conteúdo de ATP intracelular, e desencadear um processo de sinalização retrógrada que resulta na indução de genes mitocondriais e genes responsivos a estresses. Esta sinalização retrógrada resultou na indução do processo de biogênese mitocondrial verificado pelo aumento no número e área mitocondrial por célula, além de alterações morfológicas nestas organelas. O processo de biogênese mitocondrial nestas plantas é acompanhado pelo aumento na expressão de um grande número de genes responsivos a estresses, o que resulta no melhor desempenho e reduzida produção de ROS mitocondrial quando submetidas a estresses abióticos. A análise detalhada do transcriptoma de plantas superexpressando UCP1 em comparação com plantas selvagens demonstrou uma forte conexão entre os metabolismos mitocondrial, citoplasmático e cloroplástico para compensar as alterações provocadas pelo aumento na atividade da UCP1. Um grande número de fatores de transcrição ainda não caracterizados foram identificados e podem representar bons alvos para investigações futuras a respeito da regulação da biogênese mitocondrial e do metabolismo energético em plantas. Os resultados contidos nesta tese nos permitem melhor compreender a flexibilidade do metabolismo energético em plantas e identificar possíveis reguladores do processo de biogênese mitocondrial e resposta a estresses em plantas / Abstract: The mitochondrial uncoupling protein 1 (UCP1) is a nuclear-encoded mitochondrial protein capable of uncouple the electrochemical gradient used for ATP synthesis, dissipating energy as heat. The discovery of UCP1 homologues, and its corresponding orthologues suggest diverse physiological functions for these proteins. UCPs may serve as an escape valve, decreasing the proton motive force (PMF) and preventing ROS production under unfavorable conditions. Plants overexpressing UCPs perform better under biotic and abiotic stresses. These plants show diminished ROS production, alteration of cell redox homeostasis, increased energy metabolism and photosynthesis. In this work we investigated the molecular mechanisms underlying cell energy metabolism and stress response in tobacco plants overexpressing an Arabidopsis thaliana UCP1. We demonstrated through molecular, cellular and genomic tools that UCP1 overexpressing plants is capable of increasing uncoupled respiration of isolated mitochondria, decrease intracellular ATP levels, and trigger a retrograde signaling that resulted in a broad induction of mitochondrial and stress response genes. The retrograde signaling resulted in the induction of mitochondrial biogenesis verified by increased mitochondrial number, area and alterations on mitochondrial morphology. The increased mitochondrial biogenesis in these plants accompanied by the broad increase in the expression of stress responsive genes, may be responsible for the diminished ROS production and the better performance of these plants when submitted to several abiotic stresses. We also performed a detailed analysis of the transcriptome expression of the UCP1 overexpressing plants as compared with the wild type plants. We verified that the UCP1 overexpressing plants exhibited a tight connection between mitochondrial, cytoplasm and chloroplast energy metabolism to accommodate the alterations caused by the increased UCP1 activity. A number of uncharacterized transcription factors seem to be good targets for future investigations on the regulation of plant mitochondrial biogenesis and energy metabolism. The results presented in this work allowed a better understanding of the flexibility of energy metabolism in plants, and the use of this mechanism to identify possible regulators of plant mitochondrial biogenesis and stress response / Doutorado / Bioinformatica / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2018-05-25T17:16:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTACAO_DCLC_04162018 _FINAL.pdf: 3400535 bytes, checksum: 7f28e3c77f4b13db5eb447625ffd190c (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-05-30T12:53:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 DISSERTACAO_DCLC_04162018 _FINAL.pdf: 3400535 bytes, checksum: 7f28e3c77f4b13db5eb447625ffd190c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-30T12:53:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTACAO_DCLC_04162018 _FINAL.pdf: 3400535 bytes, checksum: 7f28e3c77f4b13db5eb447625ffd190c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-04-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / O arroz (Oryza sativa L.) é um dos cereais mais produzidos e consumidos no mundo, porém a produção mundial é insuficiente e deve aumentar para suprir a demanda do crescimento populacional. O aumento da produção está sofrendo limitações pois novas áreas de cultivo estão sujeitas a estresses bióticos e abióticos, limitando a sua utilização. Algumas destas áreas apresentam altos níveis de alumínio que são tóxicos para a cultura, tornando-se importante estudar a resposta de diferentes genótipos de arroz sob estresse pelo Al3+. O objetivo deste estudo foi avaliar a resposta do arroz quanto à tolerância ao alumínio tóxico sob diferentes concentrações, visando obter parâmetros morfológicos ligados a tolerância ao Al3+ e identificar genótipos tolerantes. Foram realizados dois experimentos nos quais 22 genótipos de arroz (21 - indica e 1 - japonica) foram avaliados. No primeiro experimento, em sistema hidropônico, as plantas foram mantidas em recipientes de 700mL com tampa de nylon, contendo solução nutritiva com quatro concentrações de Al3+ (0, 10, 20 e 30 mg L-1), pelo período de 14 dias e após foram avaliados o comprimento da parte aérea, da primeira e da segunda folha, inserção da primeira e segunda folha, número de raízes, comprimento máximo do sistema radicular, massa da matéria seca de raiz e da parte aérea. No segundo experimento, em casa de vegetação, as plantas foram mantidas em baldes com solo contendo duas concentrações de Al3+ (0 e 3,5 cmolc dm-3), as plantas foram avaliadas durante todo o ciclo da cultura. Na fase inicial, foram avaliados: altura de plântula, número de afilhos e folhas/afilho, área foliar afetada (por amarelecimento, clorose e senescência); número de folhas e afilhos mortos (por amarelecimento, clorose e senescência). No final do ciclo foram avaliados: florescimento, maturação, comprimento e largura da folha bandeira; comprimento do colmo; número de colmos por planta; percentual de fertilidade da espigueta; exerção da panícula; comprimento da panícula; número de panícula por planta; número de grãos por panícula; arista; degrane; índice de colheita, massa de 100 grãos. Para as avaliações nas raízes foram determinados: o ângulo de abertura, área, largura máxima, comprimento, profundidade de largura máxima da raiz e massa de raiz. Doenças importantes na cultura do arroz também foram avaliadas, utilizando escala de avaliação proposta pelo Instituto Internacional para a Pesquisa em Arroz (IRRI). Como resultados os genótipos Gen7 e Gen15 são considerados materiais promissores para futuras análises. Os genótipos Gen3 e Gen6 com 10 mg L-1, Gen5 com 20 mg L-1, Gen18 nas concentrações de 10, 20 e 30 mg L-1 e Gen14 com 30 mg L-1 de alumínio, apresentaram tolerância a esse elemento químico. As variáveis comprimento da parte aérea e segunda folha, juntamente com a massa da matéria seca de raiz podem ser usadas para discriminar genótipos sensíveis e tolerantes ao estresse por alumínio, em períodos curtos de exposições. / Rice (Oryza sativa L.) is one of the most produced and consumed cereals in the world. However, this production is not sufficient to sustain the growing demand caused by the population increase. Production increases are under limitation since new cultivation areas are subjected to biotic and abiotic stresses. Some areas present high aluminum levels that are toxic to the rice crop, making it important to study the response of different genotypes under Al3+ stress. The goal of this study was to evaluate the rice response regarding toxic aluminum under different concentrations, aiming to obtain morphological parameters linked to Al3+ and to identify tolerant genotypes. Two experiments were performed, in which 22 rice genotypes (21 - indica and 1 - japonica) were evaluated. In the first experiment, under hydroponics, plants were maintained in 700mL pots with a nylon lid, containing nutrient solution with four Al3+ concentrations (0, 10, 20 and 30 mg L-1), for a 14 day period. Shoot length, first and second leaf length, root number, root length, root and shoot dry matter were measured. In the second experiment, in greenhouse, plants were mantained in pots with soil containing two Al3+ concentrations (0 and 3,5 cmolc dm-3), plants were evaluated during the whole cycle. In the initial phase, the following traits were evaluated: seedling height, number of tillers, number of leaves per tiller, affected leaf area (by chlorosis, yellowing and senescence); number of dead leaves and dead tillers (by chlorosis, yellowing and senescence). At the end of the cycle the following traits were evaluated: flowering, maturation, flag leaf length and width; culm length; number of culms per plant; percentage of spikelet fertility, panicle exertion; panicle length; number of panicles per plant; number of grains per panicle; awns; shattering, harvesting index, weight of a hundred grains. For the root evaluations, the following traits were measured: root angle, area, maximum width, length; deepness of maximum root width and root mass. Important diseases in the rice crop were also evaluated, using the scale proposed by IRRI. As a result, the genotypes Gen7 and Gen15 are considered promising genotypes for further investigations. The genotypes Gen3 and Gen6 at 10 mg L-1, Gen5 with 20 mg L-1, Gen18 at the concentrations of 10, 20 and 30 mg L-1 and Gen14 at 30 mg L-1 aluminum, presented tolerance to this element. The variables shoot and seconf leaf length, as well as root dry matter can be used to discriminate between tolerant and sensitive genotypes to aluminum stress, under short exposition periods.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2018-06-11T17:25:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Adílson Härter versão Final Corrigida e revisada.pdf: 2209359 bytes, checksum: 6d82e9eaff6afb4c5c80d532c2587c09 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-11T17:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Adílson Härter versão Final Corrigida e revisada.pdf: 2209359 bytes, checksum: 6d82e9eaff6afb4c5c80d532c2587c09 (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / A cana-de-açúcar é uma das principais fontes de energia e alimento, destacando-se pela múltipla forma de uso e subprodutos obtidos. Neste cenário, o Rio Grande do Sul (RS) representa uma região importante na produção de derivados desta cultura, vinculado principalmente à agricultura familiar. O cultivo de cana-de-açúcar no RS atualmente passa por uma fase de adoção de novas variedades, substituindo clones e variedades antigas, as quais geralmente apresentam baixo rendimento e pouca tolerância a estresses abióticos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia de seleção avançada para tolerância ao déficit hídrico em cana-de-açúcar. Os experimentos foram conduzidos na Estação Experimental da Embrapa Clima Temperado, em Pelotas, RS. Foi utilizado um total de 1853 plântulas para condução dos testes, obtidas a partir de sementes botânicas de 13 famílias de cana-de-açúcar, as quais foram submetidas ao déficit hídrico aos 70 dias após a emergência (DAE), com a suspensão da irrigação em ambiente controlado. Foram realizadas avaliações diárias do nível de tolerância utilizando uma escala de notas visuais desenvolvida neste estudo, com cinco classes de tolerância (nota 1 a 5), considerando como principais critérios de avaliação o enrolamento, a murcha e a descoloração foliar. A partir destas avaliações, foi estimada a tolerância ao déficit hídrico em plântula (TLP), expressa em dias sem irrigação (DSI), obtida a partir do número de dias que a plântula tolera até atingir nota visual de menor tolerância (nota 5). Após os testes na fase de plântulas, foram selecionados seis cruzamentos bi-parentais com maior nível de variabilidade e contraste para a variável TLP, conduzindo-se 380 plantas para as avaliações em fase adulta, realizada aos 250 DAE. Nesta etapa, foi realizada a suspensão da irrigação por sete dias, avaliando-se caracteres biométricos, fisiológicos e visuais de tolerância ao déficit hídrico. De acordo com a distribuição dos níveis de tolerância na fase de plântulas, foram definidas cinco classes de tolerância para a população em fase adulta, possibilitando as análises entre e dentro destes grupos para estimativa dos índices de coincidência e eficiência de seleção. Os resultados mostram alta variabilidade dentro e entre as famílias avaliadas, tanto na fase de plântulas como em fase adulta. A formação de classes de tolerância na fase de plântulas permitiu a diferenciação dos níveis de tolerância em fase adulta. Houve correlação positiva para tolerância ao déficit hídrico entre a fase de plântulas e fase adulta. A metodologia proposta permite a seleção avançada de genótipos de cana-de-açúcar visando à tolerância ao déficit hídrico, com índice de coincidência superior a 70,0% entre as fases de seleção. / Sugarcane is one of the main sources of energy and food, being distinguished by its multiple use and by-products obtained. In this context, the Rio Grande do Sul State (RS) represents an important region for derivatives production of this culture, linked mainly to family farming. The cultivation of sugarcane in RS is currently undergoing a phase of adoption of new varieties, replacing clones and old varieties, which generally present low yield and little tolerance to abiotic stresses. The objective of this work was to develop an advanced selection methodology for water deficit tolerance in sugarcane. The experiments were conducted at the Experimental Station of Embrapa Clima Temperado, in Pelotas, RS. A total of 1853 seedlings were used to conduct the tests, obtained from botanical seeds of 13 families of sugarcane, which were submitted to drought test at 70 days after emergence (DAE), with the suspension of irrigation in a controlled environment. Daily evaluations of the tolerance level were carried out using a scale of visual notes developed in this study, with five tolerance classes (note 1 to 5), considering foliar winding, wilting and discoloration as the main evaluation criteria. Based on these evaluations, the water deficit tolerance seedling (TLP), expressed in days without irrigation (DSI) was estimated from the number of days tolerated by the seedling until it reaches a visual score of lower tolerance (note 5). After the tests in the seedling phase, six bi-parental crosses with a higher level of variability and contrast for the TLP variable were selected, leading to 380 plants for the adult evaluations, performed at 250 DAE. In this stage, irrigation was suspended by seven days, after biometric, physiological and visual characteristics of water deficit tolerance were evaluated. According to the distribution of tolerance levels in the seedling phase, five tolerance classes were defined for the adult population, allowing the analysis between and within these groups to estimate the indexes of coincidence and selection efficiency. The results show high variability within and between the families evaluated, both in the seedling phase and in the adult phase. The formation of tolerance classes in the seedling phase allowed the differentiation of adult tolerance levels. There was a positive correlation for water deficit tolerance between the seedling and adult phases. The proposed methodology allows the advanced selection of sugarcane genotypes aiming water deficit tolerance, with coincidence index higher than 70.0% between the selection phases.

Nos últimos 100 anos, a temperatura média global aumentou aproximadamente 0,6ºC e deverá continuar a subir a uma taxa rápida podendo atingir 2ºC. No entanto, não se sabe como as plantas responderão a essa mudança climática, pois existem poucas informações sobre as respostas fisiológicas das plantas a incrementos de temperatura. Este trabalho tem por objetivo avaliar os efeitos de duas condições luminosas e duas condições de temperatura (com interação entre eles), em perspectiva futura, sobre o comportamento morfológico, fisiológico e bioquímico de quatro espécies da Floresta Mesófila Semidecídua: Aspidosperma cylindrocarpon e Aspidosperma polyneuron (Apocynaceae); Cariniana estrellensis e Cariniana legalis (Lecythidaceae). As plantas foram submetidas aos seguintes tratamentos: 100% de radiação e temperatura ambiente (100%RTA), 100% de radiação e temperatura elevada em +2ºC (100%RTE), 20% de radiação (por sombreamento) e temperatura ambiente (20%RTA), e 20% de radiação e temperatura elevada em +2ºC (20%RTE). Aspidosperma polyneuron apresentou-se como a espécie mais sensível a radiação intensa, seguida de C. legalis ambas já ameaçadas de extinção. Os parâmetros morfológicos confirmam a teoria de que plantas cronicamente fotoinibidas continuam crescendo, porém, em menores taxas. Os dados bioquímicos reforçam os fisiológicos mostrando fragilidade das espécies secundárias à radiação intensa e os efeitos principalmente negativos do aquecimento aplicado. / In the last 100 years the average global temperature increased by 0.6ºC and it might increase in a fast rate reaching up to 2ºC. However, little is known about how plants might respond to the climate change because there is not enough information about the physiological alterations plants might suffer due to increased temperature. We evaluated morphological, physiological and biochemical alterations under the effects of two light/temperature conditions and its interactions in four different plant species of the Semideciduous Mesophitic Forest: Aspidosperma cylindrocarpon and Aspidosperma polyneuron (Apocynaceae); Cariniana estrellensis and Cariniana legalis (Lecythidaceae). All plants suffered the following treatments: 100% radiation and environment temperature (100%RTA), 100% radiation and environment temperature +2ºC (100%RTE), 20% radiation (shade) and environment temperature (20%RTA), and 20% radiation (shade) and environment temperature +2ºC (20%RTE). Aspidosperma polyneuron was shown to be the most sensible specie to high radiation, followed by C. legalis, both threatened with extinction. Morphological parameters confirmed the theory that chronically photo-inhibited plants keep growing, but at lower rates. Biochemical findings also confirmed our physiological data showing increased fragility of the secondary species to high radiation and heating.

Submitted by Maria Beatriz Vieira (mbeatriz.vieira@gmail.com) on 2017-06-14T12:50:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tese_leticia_neutzling_rickes.pdf: 1993198 bytes, checksum: 613414279ef93ce417b50eba90eee46c (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-06-14T20:55:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tese_leticia_neutzling_rickes.pdf: 1993198 bytes, checksum: 613414279ef93ce417b50eba90eee46c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-14T20:55:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tese_leticia_neutzling_rickes.pdf: 1993198 bytes, checksum: 613414279ef93ce417b50eba90eee46c (MD5) Previous issue date: 2015-09-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A fruticultura é um importante componente do agronegócio brasileiro, assumindo destaque cada vez maior no Rio do Grande do Sul, principalmente na região Sul deste Estado. Esta região se destaca por ser a maior detentora da produção de pêssegos do Brasil, porém ainda apresenta a menor produtividade média dos pomares, quando comparado a outros Estados. Isso se deve principalmente pelas condições edafoclimáticas da região, onde há presença de solos com horizonte „A‟ pouco profundo e com problema de drenagem, que dependendo do período do ano, podem sofrer situações de déficit hídrico em períodos críticos para a cultura, prejudicando o desenvolvimento e a produtividade da mesma. A restrição hídrica afeta diretamente o metabolismo das plantas, como por exemplo, a diminuição da taxa assimilatória líquida, o fechamento estomático, a utilização e partição de carboidratos e em nível molecular, a expressão de genes relacionados ao déficit hídrico. Desta forma, este trabalho visou caracterizar respostas diferenciais à nível fisiológico e molecular em plantas do gênero Prunus persica enxertadas sobre diferentes portaenxertos submetidas ao déficit hídrico, a fim de auxiliar na escolha de genótipos mais tolerantes à essa condição hídrica. O trabalho foi dividido em três experimentos, no primeiro, foram avaliados os parâmetros das trocas gasosas da cultivar copa Chimarrita enxertada sobre cinco diferentes portaenxertos (Tsukuba 1, Tsukuba 2, Tsukuba 3, Aldrighi 1 e Seleção UFPel 0402) submetidos ao déficit hídrico, com esquema fatorial: 2 x 8, sendo duas condições hídricas (controle e déficit hídrico) e oito dias de avaliação (0, 1º, 2º, 3º, 4º, 6º, 7º e 9º, sendo os dois últimos, período de recuperação: 24h e 72h, respectivamente). As diferentes combinações de portaenxertos com a cultivar copa Chimarrita, demonstraram comportamento fisiológico diferencial para a tolerância inicial ao déficit hídrico. A combinação „Chimarrita‟/Adrighi 1‟ apresentou-se com uma maior de tolerância inicial ao déficit hídrico. A redução da taxa assimilatória líquida perante o déficit hídrico não está relacionada principalmente à limitação estomática, sugerindo-se que ocorrem também limitações não estomáticas. No segundo experimento, objetivou-se analisar genes normalizadores para estudos de expressão gênica através da técnica de RT-qPCR em folhas de „Chimarrita‟, enxertadas sobre „Aldrighi 1‟ e „Tsukuba 2‟ submetidos ao déficit hídrico por um período de nove dias. Não houve influência das diferentes combinações „Chimarrita‟/portaenxertos para expressão dos genes normalizadores nas condições impostas do presente estudo, sendo os genes TUA e CYP2 considerados os mais adequados mediante as condições impostas. Por outro lado, os genes Ef-1α e ACT foram os menos indicados para as mesmas condições. No terceiro experimento, objetivou-se verificar através da técnica de RT-qPCR a expressão de sete genes-chave envolvidos no processo de resposta ao déficit hídrico em folhas de pessegueiro cultivar copa „Chimarrita‟ enxertadas sobre os portaenxertos „Aldrighi 1‟ e „Tsukuba 2‟. Os resultados demonstraram que houve indução de resposta diferencial da combinação „Chimarrita‟/portaenxertos em relação à expressão dos genes envolvidos no metabolismo do ajustamento osmótico, tais como, SDH, SIP1 GTL e P5SC. O gene S6PDH, apresentou expressão bastante pronunciada e similar para ambas as combinações copa/portaenxertos no quarto dia de estresse, evidenciando a participação e importância do sorbitol no ajustamento osmótico para uma possível tolerância ao déficit hídrico. No entanto, expressão dos genes relacionados ao metabolismo de sorbitol e de prolina, podem ser utilizados como marcadores moleculares para tolerância ao déficit hídrico em portaenxertos de Prunus persica. / Fruit growing is an important component of Brazilian agribusiness, assuming increasing prominence in the Rio Grande do Sul, mainly in the southern region of this state.This region stands out as the largest holder of the production of peaches in Brazil, but also has the lowest average productivity of the orchards when compared to other states. This is mainly the soil and climatic conditions of the region, where there is presence of soils with horizon 'A' superficial and with drainage problem, which depending on the time of year, may suffer water stress situations at critical periods for culture, impairing development and productivity of the same. Water restriction intake directly affects the metabolism of plants, such as the decrease in net assimilation rate, stomatal closure, use and carbohydrates partition and molecular level the expression of genes related to drought. Therefore, this study aimed to characterize differential responses to physiological and molecular level in the genus Prunus persica plants, grafted on different rootstocks subjected to water stress in order support choose the most tolerant to this condition water. The work was divided into three experiments, the first evaluated the parameters of gas exchange of the cultivar cup Chimarrita grafted on five different rootstocks (Tsukuba 1, Tsukuba 2, Tsukuba 3, Aldrighi 1 and Seleção UFPel 0402) submitted to water deficit, with factorial design: 2 x 8, two water conditions (control and water deficit ) and eight days of evaluations (0, 1, 2, 3, 4, 6, 7 and 9, the latter two, recovery time: 24 hours and 72 hours respectively). The different combinations of rootstocks with the cultivar cup Chimarrita demonstrated physiological performance differential for initial tolerance to water deficit. The combination 'Chimarrita'/Aldrighi 1 'presented with an initial greater tolerance to water deficit. The reduced net assimilation rate before the water deficit is not related mainly to stomatal limitation, suggesting that also occur not stomatal limitations. The second experiment aimed to analyze normalizing genes for gene expression studies by RT- qPCR technique in leaves 'Chimarrita' grafted on 'Aldrighi 1' and 'Tsukuba 2' and subjected to water stress for a period of nine days. There was no influence of different combinations 'Chimarrita'/rootstocks for normalizing gene expression of the imposed conditions of this study, and the TUA and CYP2 genes considered best suited by the conditions imposed. However, the EF-1α gene and the ACT less suitable for the same conditions. In the third experiment aimed to verify through RT- qPCR technique the expression of seven key genes involved in the response process to water deficit in peach leaves cultivar cup 'Chimarrita' grafted on rootstocks „Aldrighi 1' and „Tsukuba 2'. The results showed induction differential response of the combination 'Chimarrita'/rootstocks compared to the expression of genes involved in the metabolism of the osmotic adjustment, such as SDH, SIP1, GTL and P5SC. The S6PDH gene, presented quite pronounced and similar expression for both compounds canopy/rootstocks on the fourth day of stress, suggesting a participation and importance of sorbitol in osmotic adjustment for possible tolerance to water deficit. However, expression of genes related to the metabolism of sorbitol and proline, can be used as molecular markers for tolerance to water deficit in rootstocks of Prunus persica.