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.

Orientador: Paulo Mazzafera / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T10:23:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_UiaraRomero_M.pdf: 2641900 bytes, checksum: ad3d22ad5c736583fafb12fd75d1453c (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A rota de biossíntese de lignina é intensamente estudada. Em grande parte, o interesse neste polímero é vinculado à manipulação do teor de lignina em determinadas espécies de plantas, tais como nas gramíneas utilizadas como forrageiras e em espécies utilizadas para a produção de papel e, mais recentemente, em plantas utilizadas na produção de biocombustíveis. Muitos avanços foram realizados no sentido de alterar o teor de lignina em uma determinada espécie a partir da modificação da expressão de determinados genes da rota de biossíntese de lignina. No entanto, estudos mais recentes passaram a levar em consideração também os fatores de transcrição (FTs) envolvidos no controle da expressão destes genes e como estes fatores interagem entre si para modular a expressão destes genes alvo, de acordo com estímulos ambientais e/ou relacionados ao estádio de desenvolvimento. Neste estudo foram realizadas análises bioquímicas para a dosagem de lignina e de expressão gênica de fatores de transcrição relacionados com a via de biossíntese dos monolignóis em uma espécie de eucalipto e dois híbridos utilizados na produção de papel e celulose, e em duas regiões distintas do caule, ápice e base. Para induzir modificações no metabolismo e no nível de expressão os eucaliptos foram submetidos a estresses hídrico e por baixa temperatura. Sob baixa temperatura, Eucalyptus globulus teve aumento do teor de lignina e os FTs envolvidos na regulação positiva de genes da biossíntese de lignina, como VND7, MYB52 e LIM1, apresentaram aumento de expressão. Eucalyptus uroglobulus mostrou pouca variação dos teores de lignina quando submetido a estresse hídrico, assim como E. globulus. A via de regulação para a formação de parede secundária parece ter diferentes respostas nestes dois eucaliptos, visto que, em E. uroglobulus o aumento da expressão de VND7 não foi suficiente para induzir a expressão de seus fatores de transcrição alvo, MYB46 e EgMYB2. Já em E. urograndis P42, na base do caule de plantas estressadas por déficit hídrico, os alvos de VND7 tiveram expressão reduzida acompanhando os valores de lignina também menores. Deste modo, esta pesquisa pode evidenciar as diversas respostas ao estresse apresentadas em três genótipos diferentes de eucaliptos, de forma que foi possível encontrar relações pontuais coerentes com as análises bioquímicas e de expressão / Abstract: The lignin biosynthesis pathway is intensely studied largely because of the interest in modifying lignin content in some plant species used for the production of paper and more recently in plants used in producing biofuels. Many advances have been made to modify the lignin content in species by modification of the expression lignin biosynthesis pathway genes. However, recent studies consider transcription factors involved in control of gene expression and how these factors interact with each other to modulate the expression of target genes in accordance with developmental or environmental signals. In this study, biochemical analysis of lignin and transcription factors genes expression was performed in eucalyptus for two distinct regions of the stem (shoot tips and shoot bases). To induce changes in eucalyptus metabolism plants were exposed to water stress and low temperature. E. globulus, under low temperature stress, showed increased lignin content and increased expression to FTs VND7, MYB52 and LIM1, which plays a positive adjustment. E. uroglobulus and E. globulus showed no variation in lignin content when exposed to water stress condition. The hybrid E. uroglobulus showed increased expression of VND7, but the expression of their target transcription factors, MYB46 and EgMYB2 did not change, unlike E. urograndis P42 because at the dry group shoot base FT VND7 displayed reduced expression and lignin content. In summary, we demonstrate genes differentially expressed during stress in eucalyptus, so that it was possible to find consistent relations between biochemical analysis and expression / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestra em Biologia Vegetal

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2016-09-14T17:13:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Mariana_Kruger.pdf: 976408 bytes, checksum: 6bfde814984b8524fba2bd3708136696 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-09-14T18:28:25Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Mariana_Kruger.pdf: 976408 bytes, checksum: 6bfde814984b8524fba2bd3708136696 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-14T18:28:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Mariana_Kruger.pdf: 976408 bytes, checksum: 6bfde814984b8524fba2bd3708136696 (MD5) Previous issue date: 2013-12-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / O arroz (Oryza sativa L.) é uma cultura que possui grande importância alimentar e econômica, sendo largamente cultivado em ecossistemas de terras baixas, o qual apresenta condições de drenagem deficiente. Nessas condições, o baixo potencial redox do meio leva a redução do ferro presente na solução do solo o qual torna-se prontamente disponível, podendo se tornar tóxico à planta quando absorvido em excesso. A toxidez por ferro é um dos mais importantes estresses abióticos a limitar a produção de arroz irrigado em nível mundial. Em áreas de cultivo de arroz do Rio Grande do Sul, o ferro tem causado problemas de toxidez e o uso de cultivares tolerantes torna-se uma importante estratégia para solucionar o problema, sendo necessário a identificação de genes frente aos diferentes mecanismos que conferem essa tolerância às plantas para aplicação em programas de melhoramento. Estudos recentes descobriram a importância de alguns fatores de transcrição responsivos ao etileno (ERFs) na resposta vegetal a diferentes estresses. Dessa forma o objetivo deste trabalho foi avaliar o perfil de expressão diferencial de 32 ERFs em arroz submetidos a condições de estresse por ferro, em três cultivares, Nipponbare, Epagri 108 (tolerante à toxidez por ferro) e BR-IRGA 409 (sensível à toxidez por ferro) e identificar elementos cis na região promotora de genes ERFs em arroz. Os resultados obtidos relatam que em arroz, a maioria dos membros da família ERF demonstram perfil diferencial nas cultivares Nipponbare, BR -IRGA 409 e Epagri 108, em condições de excesso de ferro. Os ERFs expressos na cultivar tolerante (Epagri 108) podem ser potencialmente importantes na indução da tolerância, enquanto que os que foram altamente induzidos na cultivar sensível (BR – IRGA 409) pertencem a um mecanismo de resposta o qual não é eficiente. Análises de elementos cis demonstram que a regulação da expressão de todos os ERFs analisados se dá de forma complexa e que existe uma associação entre a presença de determinado elemento cis com o perfil de expressão. / Rice (Oryza sativa L.) is a crop of high nourishment and financial importance, largely grown in flat and flooded ecosystems which present deficient drainage conditions. Under such conditions, the low redox potential of the environment leads to the reduction of iron present in the soil solution, which becomes readily available and can become toxic to the plant when absorbed in excess. Iron toxicity is one of the most important types of abiotic stress, limiting the production of irrigated rice worldwide. In rice growth areas of Rio Grande do Sul, Brazil, iron has caused toxicity problems and the use of tolerant cultivars becomes an important strategy in solving the problem, where the identification of genes is necessary in face of the different mechanisms which confer this tolerance to the plants for application in improvement programs. Recent studies discovered the importance of some transcription factors responsive to ethylene (ERFs) in vegetable response to different kinds of stress. Thus, the aim of this study was to evaluate the differential expression profile of 32 ERFs in rice subjected to iron stress conditions in three cultivars; Nipponbare, Epagri 108 (tolerant to iron toxicity) and Br-Irga 409 (sensitive to iron toxicity) and to identify cis elements in the ERF gene promotion region in rice. The results obtained demonstrate that in rice, most members of the ERF family showed differential profiles in the cultivars Npponbare, Epagri 108 and Br-Irga 409, under iron stress conditions. ERFs expressed in the tolerant cultivar (Epagri 108) may be potentially important in the induction of tolerance while those which were more highly induced in the sensitive cultivar (Br-IRGA 409) belong to a response mechanism which is not efficient. Analyses of cis elements demonstrate that the regulation of expression of all analyzed ERFs takes place in complex form and that there exists an association between the presence of a specific cis element and the expression profile.

Submitted by Ubirajara Cruz (ubirajara.cruz@gmail.com) on 2017-02-07T15:48:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) resumo_priscila_auler.pdf: 168347 bytes, checksum: c8f9e110c53e5890f4252ecafc4a1a0a (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-03-20T17:30:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 resumo_priscila_auler.pdf: 168347 bytes, checksum: c8f9e110c53e5890f4252ecafc4a1a0a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-20T17:30:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 resumo_priscila_auler.pdf: 168347 bytes, checksum: c8f9e110c53e5890f4252ecafc4a1a0a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-08-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / O arroz (Oryza sativa L.) é um cereal cultivado e consumido em todos os continentes, sendo caracterizado como o principal alimento para mais da metade da população mundial. O déficit hídrico representa uma grande ameaça à segurança alimentar nos dias de hoje devido a grande necessidade de água para a produtividade das lavouras. O objetivo deste estudo foi avaliar a estabilidade de nove genes de referência tradicionais, de modo a identificar os mais adequados para a normalização da transcrição em genótipos de arroz cultivados, historicamente, em solos com diferentes disponibilidades hídricas BRS Querência (solo irrigado) e AN Cambará (solo de sequeiro), além de, verificar o comportamento destes materiais identificando significativas alterações que poderão distinguir a eficiência de sinalização ao déficit hídrico para melhor compreender a dinâmica das respostas. Para atingir este objetivo foram realizados dois estudos: No primeiro, foram testados nove gene candidatos à referência quanto a estabilidade de expressão para estudos de RT-qPCR em folhas de arroz submetidas a diferentes condições hídricas de solo (20 % e 10 % de água no solo, e após 24h de recuperação) nos estádios de desenvolvimento vegetativo e reprodutivo. Estes demonstraram que UBC-E2 e UBQ5 podem ser usados como genes normalizadores em todos os tratamentos testados. Por outro lado, os genes β tubulina, eIF-4α e GAPDH, não apresentam estabilidade de expressão, não sendo indicados. Realizou-se a validação de expressão em bZIP23 e bZIP72 e estes confirmaram a importância de validar genes de referência para atingir os resultados adequados. No segundo estudo, foram avaliados, em quatro condições experimentais distintas, com aplicação ou não de pré-tratamento, parâmetros fisiológicos e expressão de nove fatores de transcrição relacionados à desidratação nos dois genótipos, no estádio reprodutivo, na fase de alarme do estresse, quando o solo atingiu 10 % de umidade e após 24h de recuperação. Além disso, foram realizadas a atividade enzimática e expressão de genes codificadores das isoformas das enzimas do sistema antioxidante, conteúdo de prolina e expressão de genes envolvidos no seu metabolismo, no estádio reprodutivo, na fase de alarme do estresse. A partir dos resultados podemos concluir que plantas que passaram por pré-tratamento apresentam maior eficiência de sinalização perante as variáveis analisadas, tanto a nível fisiológico, bioquímico e molecular, sendo que, devido a maior quantidade de O2●-, H2O2, prolina e alta expressão nos FTs no genótipo de várzea, BRS Querência. Assim, podemos inferir que a sinalização está ocorrendo de forma mais intensa neste material. Entretanto, no AN Cambará, a metaloenzima SOD teve maior atividade, assim como a expressão dos genes envolvidos, indicando que o sistema antioxidante estava se intensificando, principalmente nas plantas que foram expostas a pré-tratamento e estresse posterior, sobressaíndo os efeitos de memória. / The rice (Oryza sativa L.) is a...

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:44:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mateus_olivo.pdf: 1542852 bytes, checksum: eef3fce232cc6f42fdeb4c704bc87040 (MD5) Previous issue date: 2013-07-24 / Wheat (Triticum aestivum L.) is the third most produced worldwide cereal. In Brazil more than half of the consumed wheat is imported. The species has hexaploid genome, which gives good adaptation to different environmental conditions and tolerance to abiotic stresses. Among the main factors that cause stress can be highlighted the problem of drought and soil salinity. Water deficit is the low availability of water to plants, affecting their growth and development caused death when drastic. The salinity is the high salt concentrations in the soil. Therefore, the objective of this study was to evaluate the performance of 14 wheat genotypes when subjected to salt stress and water deficit during the germination phase. To simulate the salt stress were used three solutions with different NaCl concentrations (44.83, 89.66 and 134.49mM NaCl) and a control treatment, pure water. To water deficit were used three solutions with different concentrations of polyethylene glycol 6000 plus pure water control treatment, providing four different osmotic potentials (0.0, -0.2, -0.4 and -0.6MPa). Germination, first count of germination, speed of germination index, shoot dry matter, root dry matter, shoot length and root length were reduced due to the increase of NaCl concentration and osmotic potential more negative. The Marfim genotype was shown to be more tolerant to salt stress and also the stress by water deficit. The CSR test is a potential indicator for identification of genotypes tolerant to salt stress and water deficit. The test GERM is a potential indicator to identify genotypes tolerant to water stress. / O trigo (Triticum aestivum L.) é o terceiro cereal mais produzido no mundo. No Brasil mais da metade do trigo consumido é importado. A espécie possui genoma hexaplóide, que lhe confere boa adaptação a diferentes condições edafoclimáticas e tolerância a estresses abióticos. Dentre os principais fatores que ocasionam estresse pode ser destacado o problema de déficit hídrico e salinidade do solo. O déficit hídrico consiste na baixa disponibilidade de água para as plantas, prejudicando seu crescimento e desenvolvimento, ocasionado à morte quando drástico. A salinidade consiste na alta concentração de sais presentes no solo. Com isso o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento de 14 genótipos de trigo quando submetidos a estresse salino e déficit hídrico durante a fase de germinação. Para simular o estresse salino foram utilizadas três soluções com diferentes concentrações de NaCl (44,83; 89,66 e 134,49mM de NaCl) e o tratamento controle, água pura. Para o déficit hídrico foram utilizadas três soluções com diferentes concentrações de polietileno glicol 6000 mais o tratamento controle água pura, propiciando quatro diferentes potenciais osmóticos (0,0; -0,2; -0,4 e -0,6MPa). Germinação, primeira contagem da germinação, índice de velocidade de germinação, matéria seca da parte aérea, matéria seca do sistema radicular, comprimento da parte aérea e comprimento do sistema radicular sofreram reduções em função do aumento da concentração de NaCl e potenciais osmóticos mais negativos. O genótipo Marfim foi a que se mostrou mais tolerante ao estresse salino e também ao estresse por déficit hídrico. O teste de CSR é um potencial indicador para identificação de genótipos tolerantes a estresse salino e tolerantes ao déficit hídrico. O teste de GERM é um potencial indicador para identificação de genótipos tolerantes a estresse hídrico.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_gabriela_peres_moraes.pdf: 2721394 bytes, checksum: 37931b48d7259651d911f5ce19c45303 (MD5) Previous issue date: 2013-08-16 / On the production of rice, the salinization of the soil and the water of irrigation, during the establishment phases its closely related to the variation in the levels of production. Among the main damages caused by saline stress at cellular level, are the disturbances in the plasmatic membrane, being its effects manifested by alterations on the permeability, lipid composition, electrical potential and activity of proteins linked to it. The proteins LTPs ("Lipid Transfer Proteins") are related to the transfer and connection of fatty acids and phospholipids between membranes, in addition to being involved in the modification of the lipid composition and their biogenesis. On this note, the objective of this work was to analyze the expression of ten candidate genes to normalizing for studies of genetic expression and verify the differential expression of eleven genes LTPs in rice seedlings. The genotypes BRS Bojuru (tolerant) and BRS Ligeirinho (sensitive) were exposed to 150mM of NaCl in times 0, 24, 48, 72 and 96 hours. The normalizing gene UBQ10 was the most stable for these experimental conditions tested, while the least stable were IF-4a, Tip41-Like and Cyclophilin, being, therefore not in, the least indicated. Among the analyzed LTPs genes, LTP10 presented a high expression value (70 times more) in the 96 hour of stress, when compared to the control in sensitive genotype. For the BRS Bojuru this same gene kept the expression standards while exposed in different times to the stress. The gene LTP14 showed similar patterns of expression between the genotypes studied. In the beginning of the stress, the level of expression practically unaltered, followed by increase and successive decrease after 72 hrs of salt exposure. After the correlation analysis, it was observed that LTP7 and 14 showed a positive correlation, while LTPs 10,26 and 23 showed negative correlation among genotypes. The phylogenetic tree showed a grouping tendency similar to the nucleotides and amino acids sequences analyzed. Based on the results of this study, it was concluded that the gene UBQ10 is the best normalizing for the experimental conditions tested and the genes LTP10, 23 and 26 can be used as a marker for the assisted selection of rice plants for the saline stress for showing contrasting response of expression between genotypes. / Na orizicultura, a salinização do solo e da água de irrigação, durante as fases de estabelecimento e reprodutiva está intimamente relacionada com a variação nos níveis de produção. Dentre os principais danos causados pelo estresse salino em nível celular, estão os distúrbios na membrana plasmática, sendo seus efeitos manifestados por alterações na permeabilidade, na composição lipídica, potencial elétrico e atividade de enzimas e proteínas ligadas a ela. As proteínas LTPs ( Lipid Transfer Proteins ) estão relacionadas com a transferência e ligação de ácidos graxos e fosfolipídios entre as membranas, além de estarem envolvidas na modificação da composição lipídica e biogênese destas. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi analisar a expressão de dez genes candidatos a normalizadores para estudos de expressão gênica e verificar a expressão diferencial de 11 genes LTPs em plântulas de arroz. Os genótipos BRS Bojuru (tolerante) e BRS Ligeirinho (sensível) foram expostos a 150 mM de NaCl nos tempos 0, 24, 48, 72 e 96 horas. O gene normalizador UBQ10 foi o mais estável para estas condições experimentais testadas, enquanto que os menos estáveis foram IF-4α, TIP41-LIKE e Cyclophilin, sendo, portanto, os menos indicados. Dentre os genes LTPs avaliados, LTP10 apresentou alto valor de expressão (70 vezes mais) nas 96 horas de estresse, quando comparado ao controle no genótipo sensível. Para BRS Bojuru esse mesmo gene manteve o padrão de expressão durante os tempos de exposição ao estresse. O gene LTP14 apresentou padrão de expressão semelhante entre os genótipos estudados. No início do estresse, o nível de expressão manteve-se praticamente inalterado, seguido de aumento e sucessiva diminuição a partir das 72 h de exposição ao sal. A partir da análise de correlação observou-se que LTP7 e 14 apresentaram correlação positiva, enquanto que LTPs 10, 26 e 23 apresentaram correlação negativa entre os genótipos. As árvores filogenéticas mostraram uma tendência de agrupamento semelhante entre as sequências de nucleotídeos e aminoácidos analisadas. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que o gene UBQ10 é o melhor normalizador para as condições experimentais testadas e os genes LTP10, 23 e 26 poderão ser utilizados como possíveis marcadores para a seleção assistida de plantas de arroz para o estresse salino por apresentarem resposta de expressão contrastante entre os genótipos.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:06:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_naciele_marini.pdf: 2585701 bytes, checksum: 33b5a6dcb2a064ddfbf3b977f715ecff (MD5) Previous issue date: 2013-12-07 / There is a constant need for studies aiming to increase yield and quality traits in rice, which have to consider abiotic stress tolerance and genetic variability. This work had as objective to characterize rice mutant families regarding rice iron stress tolerance and validate a technique based on retrotransposons with the goal of detecting genetic variability in rice. Also, to analyse gene expression of genes involved in starch synthesis in the rice grain. Therefore, nine mutant families were characterized for phenotypic traits and iron content in hydroponic conditions. Twenty genotypes were molecularly characterized with the REMAP technique and three cultivars were analysed the profiled for starch biosynthesis related gene expression by qRT-PCR. The results obtained demonstrate that the genotypes BR-IRGA 409 and BRS7-Taim characterized as sensitive presented a higher accumulation of Fe2+ in the shoots. The mutant families CGF-Z-M9-444CD, CGF-Z-M9-328 and CGF-Z-M9-243, were ranked in this study as tolerant. The genotype CGF-Z-M9-444CD was one of the mutants that accumulated less iron in the tissues under stress conditions, being also characterized as resistant in the phenotypic analysis. The variables root length, number of roots, iron, zinc and manganese, were altered in response to hydroponic culture growth with excess iron. In the gene expression study, it was possible to detect contrasting genotypes regarding amylose content presented differential expression for some of the analysed genes. Some of these genes have their expression levels altered at the beginning of starch biosynthesis, suggesting a higher contribution at the beginning of grain filling and other genes at the end of grain maturation. There is a tendency, mainly, for the cultivar BRS Firmeza, to increase the activity of studied genes 20 days after flowering with a decrease at 25 days after flowering and a new increase at 30 days after flowering, indicating an association between the activity of these genes and the stay-green character and the late starch accumulation in this genotype. Also, according with the studies performed, it was possible to measure the genetic variability in the rice germplasm used using the REMAP with a combination of low cost and simple protocols. Therefore, it is possible to discriminate genotypes at DNA level with the goal of predicting genetic distance and directed crosses between elite genotypes, thus exploiting population variability and transgressive segregants within breeding programs / Existe a constante necessidade de estudos visando o aumento da produtividade e da qualidade de grãos de arroz, auxiliados por avaliações de tolerância a estresses abióticos e, detecção da variabilidade genética. Portanto, este trabalho teve por objetivo caracterizar famílias mutantes de arroz quanto à tolerância ao estresse por toxidez de ferro, validar uma técnica de marcadores moleculares baseados em retrotransposons, com o intuito de detectar variabilidade genética em genótipos de arroz e analisar a expressão dos genes envolvidos na síntese do amido no endosperma de grãos de arroz. Sendo assim, nove famílias mutantes foram caracterizadas para caracteres fenotípicos e conteúdo de ferro em condições de hidroponia. 20 genótipos foram caracterizados com a técnica de REMAP e três cultivares de arroz tiveram a sua expressão gênica caracterizada por qRT-PCR. Os resultados obtidos demonstram que os genótipos BR-IRGA 409 e BRS 7 Taim, apresentam maior acúmulo de Fe2+ na parte aérea. As famílias de mutantes CGF-Z-M9-444CD, CGF-Z-M9-328 e CGF-Z-M9-243 foram classificadas neste estudo como tolerantes. O genótipo CGF-Z-M9-444CD foi um dos mutantes que menos acumulou ferro nos tecidos sob condição de estresse, sendo também caracterizado como tolerantes na analise visual. As variáveis comprimento de raiz, número de raiz, ferro, zinco e manganês, sofreram alterações em resposta ao estresse por ferro em condições hidropônicas. No estudo de expressão gênica para qualidade de grão foi possível constatar que constituições genéticas contrastantes quanto ao teor de amilose apresentam expressão diferencial para alguns genes analisados. Alguns destes genes tem seus níveis de expressão alterados no início do desenvolvimento do endosperma, indicando uma maior contribuição no inicio do enchimento dos grãos e que outros genes tem maior atividade no final do ciclo de desenvolvimento. Existe uma tendência, principalmente, para a cultivar BRS Firmeza de aumento na atividade dos genes estudados aos 20 dias após o florescimento com um declínio aos 25 dias após o florescimento e um aumento novamente aos 30 dias após o florescimento, evidenciando a relação existente entre a atividade destes genes com o caráter stay-green e a acumulação tardia de amido no endosperma deste genótipo. Também de acordo com os estudos realizados foi possível mensurar a variabilidade genética no germoplasma de arroz utilizando a técnica REMAP com baixo custo de execução e sem a demanda de equipamentos caros. Assim, é possível identificar indivíduos mais diferentes a nível de DNA, com o objetivo de utilizar essa informação para a realização de cruzamentos entre genitores distantes geneticamente, explorando assim a variabilidade em populações de segregantes transgressivos dentro de programas de melhoramento.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:06:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese _Mauricio_ Marini_ Kopp.pdf: 840580 bytes, checksum: aa13499ffc402e82213fc46d39ba5dd0 (MD5) Previous issue date: 2008-04-07 / Hydromorphic soils present as main feature a reduced natural drainage ability, being mostly used for growing irrigated rice. Thus, the occurrence of anaerobic conditions associated to the presence of organic matter enables the development of anaerobic microorganisms which, while decomposing the organic matter, generate phytotoxic substances represented mainly by short chain aliphatic organic acids. The selection of promising genotypes adapted for use in these situations requires complicated field evaluations, which can be simulated under hydroponic culture. The research was composed of four articles that had as major goals to establish an adequate methodology for growing rice under organic acid rich hydroponic culture. The first work aimed at determining the range of concentrations and response variables most indicated for evaluating rice genotypes under hydroponics. The effects of six different concentrations for the three major acids formed in the soil: acetic (0; 4; 8; 12; 16 and 20 mM), propionic (0; 3; 6; 9; 12 and 15 mM) and butyric (0; 2; 4; 6; 8 and 10 mM) acids in two genotypes of high divergence (BRS 7-TAIM and SAIBAN). The results indicated that the most adequate concentration range for organic acid studies in rice are between 15.8 and 8.4; 9.1 and 4.2 and 7.7 and 3.7 mM for acetic, propionic and butyric acids, respectively. Also, the most responsive variable was root length. The second experiment had as goal to determine, under hydroponics, the influence of the pH level used in the hydroponic solution on the phytotoxicity caused by acetic, propionic and butyric acids in rice, as well as the performance of some variables currently used in studies of abiotic stress tolerance in hydroponic systems. For this experiment, three acids (acetic, propionic and butyric) and four pH (4.0; 5.0; 6.0 and 7.0) levels were evaluated. The results allow one to conclude that reduced pH levels increase the phytotoxicity of all acids. The root and shoot lengths have independent behavior from the acid used, as opposite to root number and root and shoot dry matter. Root length was the variable most affected by the treatments. The third article had as objective to evaluate the response of 25 rice genotypes to the phytotoxic effect of acetic, propionic and butyric acids, individually. In this work, 4 treatments were used for each acid: 0 (control); 4; 8 and 12 mM for acetic; 0; 3; 6 and 9 mM for propionic and 0; 2; 4 and 6 mM for butyric acid, respectively. The variables measured were root (CR) and shoot (CPA) length, root number (NR) and root (MSR) and shoot (MSPA) dry matter. The relative performance of the variable CR was the most affected by the acids and the regressions established for this variable revealed ix ix tolerant and sensitive genotypes to organic acids, with 6; 6 and 9 tolerant genotypes for acetic, propionic and butyric acids, respectively. It was observed a higher number of tolerant genotypes on the japonica than on the indica group. The fourth experiment had as objective to evaluate the response of 20 rice cultivars to the interactive phytotoxic effect of acetic, propionic and butyric acids. In these work, four treatments, 0 (control); 3; 6 and 9 mM were used, consisting of the mixture of three acids (acetic, propionic and butyric) at a 6:3:1 ratio. The variables measured were root (CR) and shoot (CPA) length, root number (NR) and root (MSR) and shoot (MSPA) dry matter, phosphorus (P) and potassium (K) content. The results indicated significant differences between the genotypes evaluated for the characters CR, CPA, P and K. Four genotypes were ranked as tolerants. The variable CR associated to CPA, P and K are indicated for the selection of tolerant genotypes. The results obtained allowed one to establish an adequate methodology for the selection of rice genotypes under hydroponic systems combined with organic acid stress (acetic, propionic and butyric) as well as to select promising genotypes regarding their response to this stress. / Os solos do tipo hidromórfico apresentam como característica principal uma reduzida capacidade de drenagem natural, sendo utilizados principalmente para cultivo de arroz irrigado. Assim, a ocorrência de condições anaeróbias associada com a presença de matéria orgânica favorece o desenvolvimento de microrganismos anaeróbios que causam a fermentação desta matéria orgânica produzindo substâncias fitotóxicas representadas principalmente pelos ácidos orgânicos alifáticos de cadeia curta. A seleção de constituições genéticas de arroz promissoras e adaptadas para utilização nestas situações requer avaliações de difícil execução a campo, sendo simplificada com a utilização de sistemas hidropônicos. A pesquisa foi composta de quatro trabalhos que tiveram como objetivo principal estabelecer uma metodologia adequada para estudos com ácidos orgânicos em arroz mediante cultivo hidropônico. O primeiro trabalho determinou a faixa de concentrações e variáveis resposta mais indicadas para avaliações de genótipos de arroz em hidroponia. Foram estudados os efeitos de seis concentrações dos três principais ácidos formados no solo: ácido acético (0; 4; 8; 12; 16 e 20 mM), ácido propiônico (0; 3; 6; 9; 12; e 15 mM) e ácido butírico (0; 2; 4; 6; 8 e 10 mM) em dois genótipos de elevada divergência (BRS 7-TAIM e SAIBAN). Os resultados indicam que as faixas de concentração mais adequadas para estudos de tolerância de arroz a ácidos orgânicos estão entre 15,8 e 8,4; 9,1 e 4,2 e 7,7 e 3,7 mM para os ácidos acético, propiônico e butírico respectivamente, e a variável mais responsiva foi comprimento de raízes. O segundo experimento teve como objetivo determinar, em hidroponia, a influência do nível de pH utilizado na solução hidropônica na fitotoxidade causada pelos ácidos acético, propiônico e butírico em arroz, bem como o desempenho de algumas variáveis atualmente utilizadas em estudos de tolerância a estresses abióticos em sistemas hidropônicos. Neste experimento, foram avaliados três ácidos (acético, propiônico e butírico) e quatro níveis de pH (4,0; 5,0; 6,0 e 7,0). Os resultados permitem concluir que níveis reduzidos de pH aumentam a fitotoxidez de todos os ácidos. Os comprimentos de raízes e parte aérea têm comportamento independente do ácido utilizado, ao contrário do número de raízes e matérias secas de raízes e parte aérea. O comprimento de raízes foi a variável mais afetada pelo efeito das doses. O terceiro trabalho teve como objetivo avaliar a resposta de 25 genótipos de arroz à ação fitotóxica dos ácidos acético, propiônico e butírico individualmente. Neste trabalho foram utilizadas quatro doses para cada ácido: 0 vii vii (testemunha); 4; 8 e 12 mM para ácido acético; 0; 3; 6 e 9 mM para ácido propiônico e 0; 2; 4 e 6 mM para ácido butírico As variáveis mensuradas foram comprimento de raízes (CR) e parte aérea (CPA), número de raízes (NR) e matéria seca de raízes (MSR) e parte aérea (MSPA). O desempenho relativo da variável CR foi o mais afetado pelos ácidos e as regressões estabelecidas para essa variável revelaram genótipos tolerantes e sensíveis aos ácidos orgânicos, com seis; seis e nove genótipos tolerântes para os ácidos acético, propiônico e butírico, respectivamente. Foi constatado ainda maior número de tolerantes no grupo japonica do que no indica. O quarto experimento teve como objetivo avaliar a resposta de 20 genótipos de arroz a ação fitotóxica interativa dos ácidos acético, propiônico e butírico. Neste trabalho foram utilizados quatro doses, 0 (testemunha); 3; 6 e 9 mM, que foram constituídos da mistura dos três ácidos (acético, propiônico e butírico) na relação 6:3:1. As variáveis mensuradas foram comprimento de raízes (CR) e parte aérea (CPA), número de raízes (NR) e matéria seca de raízes (MSR) e parte aérea (MSPA), teor de fósforo (P) e de potássio (K). Os resultados demonstraram diferenças significativas entre os genótipos avaliados nos caracteres CR, CPA, P e K. Quatro genótipos foram classificados como tolerantes. A variável CR associada a CPA, P e K são indicadas para seleção de genótipos tolerantes. Os resultados obtidos pelos trabalhos permitiram estabelecer uma metodologia adequada para utilização em seleção de genótipos de arroz mediante sistemas de hidroponia sob estresse por ácidos orgânicos (acético, propiônico e butírico) bem como selecionar genótipos promissores quanto a resposta à este estresse.

Submitted by Michele Mologni (mologni@unoeste.br) on 2017-06-13T13:30:56Z No. of bitstreams: 1 Viviane Cacefo.pdf: 1556310 bytes, checksum: 3f9d8dc2ff4a08b8acc2ec7e1a731117 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T13:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Viviane Cacefo.pdf: 1556310 bytes, checksum: 3f9d8dc2ff4a08b8acc2ec7e1a731117 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / C4 plants have been classified into three groups based on the enzymes used to decarboxylate C4 acids in the bundle sheath: NADP-ME, NAD-ME and PEPCK subtypes. Numerous molecular, biochemical and physiological evidences indicate that C4 plants could exhibit a certain degree of flexibility in the use of the three established decarboxylation mechanisms, depending on environmental factors. In this context, the objective of this work was to evaluate the modulation of the pathways of decarboxylation of the C4 photosynthesis in sugarcane (NADP-ME specie) under water deficit. The experiment was realized with two genotypes - RB92579 (tolerant to water deficit) and SP80-3280 (susceptible to water deficit) submitted to four treatments: control (normal conditions of water supply), moderate stress (-1,5 to -1,8 MPa), severe stress (below -2,0 MPa) and recovery (48 hours after rehydration). Leaf water potential, leaf gas exchange and biomass production were measured for the physiological characterization of the plants. Changes in the transcriptional responses of genes encoding C4-cycle enzymes (NADP-ME, NAD-ME, PEPCK, AspAT, AlaAT, PEPC, NADP-MDH and PPDK) and the activities of the enzymes NADP-ME, NAD-ME, PEPCK, AspAT and AlaAT were analyzed by RT-qPCR and spectrophotometry, respectively. Under water deficit conditions the genotypes SP80-3280 was more sensitive to drought stress in terms of increased loss of above ground biomass and lower leaf water potential. It also showed less capacity of photosynthetic recovery following rehydration compared to the tolerant genotypes RB92579. The analysis of transcriptionals and of the activities of enzymes involved in the C4 photosynthetic pathway showed that sugarcane uses the PEPCK pathway as a decarboxylation mechanism in addition to the NADP-ME, which was more evident under water deficit conditions for both the drought tolerant and susceptible genotypes. Finally, the results here obtained, together with the existing information, do not support the established classification of sugarcane (Saccharum spp.) as a classical NADP-ME C4 subtype, but instead should be considered as a NADP-ME + PEPCK species. / As plantas C4 são classificadas em três grupos de acordo com as enzimas utilizadas para descarboxilação de ácidos C4 na bainha dos feixes vasculares: subtipos NADP-ME, NAD-ME e PEPCK. Inúmeras evidências moleculares, bioquímicas e fisiológicas indicam que plantas C4 podem exibir certo nível de flexibilidade na utilização dos três mecanismos de descarboxilação, dependendo de fatores ambientais. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a modulação das vias de descarboxilação da fotossíntese C4 em cana-de-açúcar (espécie NADP-ME) sob déficit hídrico. O experimento foi realizado com dois genótipos - RB92579 (tolerante ao déficit hídrico) e SP80-3280 (suscetível ao déficit hídrico) submetidos a quatro tratamentos: controle (condições normais de suprimento de água), estresse moderado (-1,5 a -1,8 MPa), estresse severo (abaixo de -2,0 MPa) e recuperação (48 hrs após a reidratação). Foram realizadas análises de potencial de água foliar, trocas gasosas foliares e biomassa para caracterização fisiológica das plantas. As alterações nas respostas transcricionais dos genes codificadores de enzimas do ciclo C4 (NADP-ME, NAD-ME, PEPCK, AspAT, AlaAT, PEPC, NADP-MDH e PPDK) e atividades das enzimas NADP-ME, NAD-ME, PEPCK, AspAT e AlaAT, foram analisadas por RT-qPCR e espectrofotometria, respectivamente. Em condições de déficit hídrico, o genótipo SP80-3280 foi mais sensível ao estresse por seca em termos de aumento da perda de biomassa e menor potencial de água foliar. Também mostrou menor capacidade de recuperação fotossintética após reidratação do que o genótipo tolerante RB92579. As análises transcricionais e das atividades das enzimas envolvidas na via fotossintética C4 mostraram que a cana-de-açúcar utiliza a via PEPCK como mecanismo de descarboxilação, além da NADP-ME, mais evidente em condições de déficit hídrico tanto para genótipos tolerantes à seca como para suscetíveis. Finalmente, os resultados aqui obtidos, juntamente com a informação existente, não suportam a classificação estabelecida da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) como um subtipo C4 NADP-ME clássico, mas considerá-la como uma espécie NADP-ME + PEPCK.

Submitted by Michele Mologni (mologni@unoeste.br) on 2017-08-30T13:15:11Z No. of bitstreams: 1 Fláive Loyze Baldassarini Silva.pdf: 2001999 bytes, checksum: e6f3c3f0169423517f9b8ffac6f5f788 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-30T13:15:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fláive Loyze Baldassarini Silva.pdf: 2001999 bytes, checksum: e6f3c3f0169423517f9b8ffac6f5f788 (MD5) Previous issue date: 2017-06-27 / The association between proline metabolism in the plant and the pentose phosphate pathway has been proposed as a model to stimulate one of the biosynthetic routes of secondary metabolism related to the production of the different phenolic compounds in plants, known as the shikimic acid pathway. In transgenic plants in which overexpression of the P5CS gene Δ1-pyrroline-5-carboxylate synthetase encoding the key enzyme of proline biosynthesis occurs, in addition to increased tolerance to abiotic stresses, there is the possibility of promoting the synthesis of phenolic compounds as a pleiotropic effect. The objective of this work was to evaluate the role of proline "per se" in relation to the production of phenolic compounds in transgenic tobacco plants accumulating this amino acid (Nicotiana tabacum cv. Petit Havana SR1) and to verify if water stress would modify this answer. The experiment was carried out under greenhouse conditions, at Campus II of Universidade do Oeste Paulista, Presidente Prudente - SP. A completely randomized design was used in the factorial scheme 3x2 consisting of 3 genotypes (two transgenic events with constitutive expression 35S::P5CSF129A and untransformed control plants) and two levels of water regime, with daily water replenishment of 100% and 30% of field capacity (water stress). The role of proline "per se" was evaluated by means of biometric growth analyzes (plant height, shoot and root dry mass and leaf number) in addition to proline analyzes, glucose-6-phosphate dehydrogenase activity (G6PDH), phenylalanine ammonia lyase (PAL), total phenolic compounds in leaves and lignin. In a natural response to water stress, a reduction in biometric parameters was observed for all genotypes. The accumulation of proline occurred in a greater proportion in the transgenic plants as expected by the constitutive expression of the P5CS gene, but the activity of the G6PDH enzyme was lower in the transgenic plants. The link between increased proline endogenous content and increased phenol synthesis occurred both under normal hydration conditions (for E2 event) and in the presence of water stress (for both transgenic events), as well as PAL activity. Lignin contents increased in all genotypes in response to stress. Thus, the results of this research lead us to affirm the existence of distinct responses between exogenous application of proline reported in the literature and endogenous cellular metabolism. It was not possible to confirm the hypothesis that the proline metabolism linked to the pentose phosphate pathway induces the synthesis of phenolic compounds, since the activity of the G6PDH enzyme was lower in the transgenic plants in the two water conditions. It is suggested that the precursors to the pathway of phenolic compounds linked to proline may be provided by other metabolic pathways such as glycolysis and the Calvin cycle. Further study will be needed to clarify this issue. / A associação entre o metabolismo de prolina na planta e a via pentose fosfato tem sido proposta como um modelo para se estimular uma das rotas do metabolismo secundário relacionada à produção dos diferentes compostos fenólicos em plantas, denominada via do ácido chiquímico. Em plantas transgênicas nas quais ocorrem a superexpressão do gene P5CS Δ1-pirrolina-5-carboxilato sintetase, que codifica a enzima-chave da biossíntese de prolina, além do aumento de tolerância a estresses abióticos, existe a possibilidade de promoção da síntese de compostos fenólicos como um efeito pleiotrópico. O objetivo deste trabalho foi avaliar o papel da prolina “per se” em relação à produção de compostos fenólicos em plantas transgênicas de tabaco acumuladoras deste aminoácido (Nicotiana tabacum cv. Petit Havana SR1) e verificar se o estresse hídrico modificaria essa resposta. O experimento foi realizado em condições de casa de vegetação, no Campus II da Universidade do Oeste Paulista, Presidente Prudente - SP. Utilizou-se o delineamento experimental em arranjo inteiramente casualizado, no esquema fatorial 3x2, formado por 3 genótipos (dois eventos transgênicos com expressão constitutiva 35S::P5CSF129A e plantas controle não transformadas) e dois níveis de regime hídrico, com reposições diárias de água de 100% e de 30% da capacidade de campo (estresse hídrico). O papel da prolina “per se” foi avaliado por meio de análises biométricas de crescimento (altura de plantas, massas seca de parte aérea e raiz e número de folhas) além das análises de prolina, atividade das enzimas glicose-6-fosfato-desidrogenase (G6PDH), fenilalanina amônia liase (FAL), compostos fenólicos totais nas folhas e lignina. Em resposta natural ao estresse hídrico, foi observado uma redução nos parâmetros biométricos para todos os genótipos. O acúmulo de prolina ocorreu em maior proporção nas plantas transgênicas como esperado pela expressão constitutiva do gene P5CS, porém a atividade da enzima G6PDH foi menor nas plantas transgênicas. A vinculação entre um maior conteúdo endógeno de prolina com a síntese aumentada de fenóis ocorreu tanto em condições normais de hidratação (para o evento E2) como na presença de estresse hídrico (para ambos os eventos transgênicos), assim como a atividade da FAL. Os teores de lignina aumentou em todos os genótipos em resposta ao estresse. Desta forma, os resultados dessa pesquisa levam-nos a afirmar a existência de respostas distintas entre aplicação exógena de prolina relatada na literatura e o metabolismo endógeno celular. Não foi possível confirmar a hipótese de que o metabolismo de prolina vinculado à via pentose fosfato induz a síntese de compostos fenólicos, pois a atividade da enzima G6PDH foi menor nas plantas transgênicas nas duas condições hídricas. Sugere-se que os precursores para a via dos compostos fenólicos ligados a prolina podem ser fornecidos por outras vias metabólicas tais como a glicólise e o ciclo de Calvin. Estudos mais aprofundados serão necessários para esclarecer esta questão.