Orientador: Fernando Broetto / Banca: Roberto Lyra Villas Bôas / Banca: Marcelo Leonardo / Banca: Douglas José Marques / Banca: Maria Marcia Pereira Sartori / Resumo: O amendoim é uma cultura de interesse econômico para o estado de São Paulo, principalmente para renovação de canaviais e pastagens na região oeste do estado. Nesta região, os crescentes custos de produção do amendoim acompanhados por baixo rendimento por área devido à suscetibilidade às variações climáticas são influências negativas e contribuem para desestimular a produção dessa cultura. Nesse âmbito, a associação com fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) e suplementação com bioestimulante a base de extrato solúvel de algas (Ascophyllum nodosum) (ESA) podem promover melhorias no crescimento e desenvolvimento da planta, além de atenuarem os efeitos negativos provocados pela deficiência hídrica. As plantas foram cultivadas em estufa agrícola, com monitoramento das relações hídricas além do estudo de trocas gasosas, análise de crescimento, análises microbiológicas e de produção, bem como das respostas metabólicas das plantas em função dos tratamentos. A presente pesquisa valida os benefícios para a cultura do amendoim quando em associação com os FMAs e / ou com a suplementação com o ESA, pois além de incrementarem o crescimento e taxa de assimilação líquida de carbono nas plantas em condições hidratadas, mantiveram o status hídrico das plantas e proveram também o acionamento de enzimas do complexo antioxidativo nas plantas em condições de deficiência hídrica moderada e severa. / Abstract: Water is essential element for plant development and its absence or deficiency induces physiological changes with severe consequences for productivity. Peanut is a culture of economic interest to the State of São Paulo especially in the western region. In this region, the increasing of production costs in peanuts is associate by low yield due to susceptibility to climate variations, such as dry seasons. They are negative influences and do not contribute to production in that crop. In this context, the association with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and supplementation with biostimulant based on soluble algal extract (Ascophyllum nodosum) (ESA) can promote improvements in plant growth and development, as well as attenuate the negative effects caused by water deficiency. The plants grown in a greenhouse with monitoring of water relations in addition to the study of gas exchange parameters, growth analysis, microbiological analysis, production, and metabolic responses of plants in the treatments. The present study validates the benefits for peanut cultivation with fungus and/or seaweed extract supplementation. Plants under hydrated conditions had better performance in growth and carbon assimilation rate and under conditions of moderate and severe water deficiency.of, they maintained water status of the plants... / Doutor

Made available in DSpace on 2016-09-27T13:40:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-10-09. Added 1 bitstream(s) on 2016-09-27T13:45:14Z : No. of bitstreams: 1 000868507_20161020.pdf: 285189 bytes, checksum: b85306372b47acfd2d205957d3ba6810 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-10-21T11:52:44Z: 000868507_20161020.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-10-21T11:53:23Z : No. of bitstreams: 1 000868507.pdf: 2029237 bytes, checksum: d3b1875d2d1132ea3143df460c8cda27 (MD5) / A aplicação energética dos subprodutos da cana-de-açúcar faz dessa cultura uma das líderes em investimentos do agronegócio internacional. Para suprir a demanda mundial e expandir o setor sucroenergético, estratégias de engenharia genética que possam gerar plantas transgênicas mais tolerantes a estreses bióticos e abióticos podem ser uma alternativa para ganhos de produtividade. Um dos mecanismos mais utilizados em plantas para minimizar os efeitos causados por estresses é o acúmulo de solutos. Entre eles, pode ser destacada a família de oligossacarídeos da rafinose (RFOs). Ela é formada a partir da adição sucessiva de radicais galactosil a uma molécula de sacarose, em reação catalisada pelas enzimas galactinol sintase (GolS), rafinose sintase e estaquiose sintase. A GolS é considerada o passo-chave de regulação da síntese de RFOs em plantas modelo. Embora a compreensão das etapas moleculares da produção de RFOs e sua modulação por estresses abióticos tenham potencial de contribuir na tolerância a estresses em plantas, esta estratégia é pouco compreendida em gramíneas, entre elas a cana-de-açúcar. Neste sentido, o presente trabalho pretende compreender aspectos moleculares relativos à produção de RFOs em cana-de-açúcar e sua relação com estresses abióticos e desenvolvimento. Para tanto, foram avaliados transcricionalmente genes relacionados a síntese de RFOs em cana sob estresse hídrico, bem como obteve-se plantas transgênicas com expressão constitutiva do gene CaGolS2, uma galactinol sintase de cafeeiro. Sob estresse hídrico, gene ScGolS1 teve seu nível transcricional reduzido em folhas e induzido em colmo. ScRFS1 nos dois tecidos tem o padrão transcricional diretamente relacionado ao aumento da severidade do estresse, e o mesmo é observado em ScSTS1. Foram também obtidos 10 eventos transgênicos de cana-de-açúcar com a região codificante do gene CaGolS2 de Coffea arabica, dos quais... / Bioenergy application of sugarcane byproducts are making this crop one of the most important in the international agribusiness investments. To meet global demand and expand the sugarcane sector, genetic engineering strategies generating transgenic plants more tolerance to biotic and abiotic stresses is a promising to improve productivity. One of the most relevant mechanism related to stress tolerance in plants involves the accumulation of distinct solutes. The Raffinose Oligosaccharids Family synthesis starts from the successive addition of galactosyl radicals to a sucrose molecule, in a reaction catalyzed by galactinol synthase (GolS), raffinose synthase and stachyose synthase. GolS plays a key role in RFOs production in model plants. Although the stress-responsive action of RFOs may improve abiotic stress tolerance in plants, these mechanisms are almost completely unknown in grasses, like sugarcane. In this context, this study aims to understand molecular aspects of RFOs synthesis and its relation with abiotic stresses. We have evaluated the transcriptional level of genes related RFOs synthesis under water stress and we produced transgenic plants constitutively expressing a coffee galactinol synthase (CaGolS2). Under water stress, ScGolS1 was downregulated in leaves, but upregulated in stems. ScRFS1 and ScSTS1 were upregulated in both tissues, in a direct correlation between transcription level and stress. We produced 10 transgenic events containing the coding region of CaGolS2; in six events, the transgene were transcriptionally active. Transgenic plants presented differences in morphology and carbon assimilation when compared to non-transgenic controls. Overall, we inferred that the stress-responsive pattern of RFO synthesis genes might help carbon relocation during water stress. Raffinose and stachyose seems to have greater impact than galactinol in this process. Furthermore, CaGolS2 transgenic plants have promising traits for...

Orientador: Kathia Fernandes Lopes Pivetta / Banca: Cláudia Fabrino Machado Mattiuz / Banca: Eloiza Santana Seixas Vitória / Resumo: O objetivo deste trabalho foi verificar a influência da temperatura, da luz, do substrato, das formas de semeadura, do estresse salino e hídrico na germinação da gramínea Axonopus affinis. Foram quatro experimentos, todos conduzidos em câmara de germinação, onde as condições de temperatura, umidade e fotoperíodo foram controladas; o delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado e utilizou-se 100 sementes por parcela. Para o estudo da temperatura e da luz (experimento 1), os tratamentos foram arranjados em esquema fatorial 6 x 2, composto de seis condições de temperatura (constante de 20, 25, 30 e 35 ºC e alternadas de 20-30 ºC e 20-35 ºC) e duas condições de luminosidade (―claro‖: 8 horas de luz e 16 horas de escuro e ―escuro‖: 24 h na ausência de luz) e quatro repetições. Para o estudo de substrato e forma de semeadura (experimento 2) foram quatro tratamentos (sobre papel, entre papel, sobre areia e entre areia) e cinco repetições. Para o estudo do estresse salino (experimento 3) foram cinco tratamentos (concentrações de NaCl: 0, 25, 50, 75 e 100 mM) e quatro repetições. Para o estudo do estresse hídrico e formas de semeadura (experimento 4), os tratamentos foram distribuídos em esquema fatorial 3 x 2 onde foram testados três níveis de capacidade de retenção de água (50, 75 e 100%) e duas formas de semeadura (sobre areia e entre areia) e quatro repetições. Avaliou-se porcentagem de germinação e Índice de Velocidade de Germinação. Concluiu-se que a germinaç... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work aim was verify the temperature, light, substrate, ways of sowing, and salt and hydric stress influence into the Axonopus affinis germination. All the four trials were carried out in a germination chamber under temperature, humidity, and photoperiod controlled conditions. The experimental design used was the completely randomized one, with 100 seeds in each plot. To study the temperature and light (experiment 1), the trials were arranged in a factorial scheme 6x2, with six temperature conditions (constant temperatures of 20, 25, 30 and 35 °C and alternate temperatures of 20-30 °C and 20-25 °C) and two lightning conditions (light: 8 hours of light and 16 hours of dark and "dark": 24 h in the dark) and four replications. To the substrate and sowing trial (experiment 2) we used four treatments (on paper, between paper, on sand, and between sand) with five replications. To the salt stress trial (experiment 3) we used five treatments (NaCl concentrations: 0, 25, 50, 75, and 100 mM) with four replications. To the hydric stress trial the treatments were arranged in a 3x2 factorial scheme (experiment 4) where we tested three levels of water retention capacity (50, 75, and 100%) and two ways of sowing (on sand and between sand) and four replications. We evaluated the germination percentage and Germination Time Index. We could conclude that the seed germination was more effective when the temperature was alternated of 20-30 °C and 20-35 °C, under light condition, and on a pape... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Douglas Silva Domingues / Banca: Danilo Centeno / Banca: Monalisa Sampaio Carneiro / Resumo: A aplicação energética dos subprodutos da cana-de-açúcar faz dessa cultura uma das líderes em investimentos do agronegócio internacional. Para suprir a demanda mundial e expandir o setor sucroenergético, estratégias de engenharia genética que possam gerar plantas transgênicas mais tolerantes a estreses bióticos e abióticos podem ser uma alternativa para ganhos de produtividade. Um dos mecanismos mais utilizados em plantas para minimizar os efeitos causados por estresses é o acúmulo de solutos. Entre eles, pode ser destacada a família de oligossacarídeos da rafinose (RFOs). Ela é formada a partir da adição sucessiva de radicais galactosil a uma molécula de sacarose, em reação catalisada pelas enzimas galactinol sintase (GolS), rafinose sintase e estaquiose sintase. A GolS é considerada o passo-chave de regulação da síntese de RFOs em plantas modelo. Embora a compreensão das etapas moleculares da produção de RFOs e sua modulação por estresses abióticos tenham potencial de contribuir na tolerância a estresses em plantas, esta estratégia é pouco compreendida em gramíneas, entre elas a cana-de-açúcar. Neste sentido, o presente trabalho pretende compreender aspectos moleculares relativos à produção de RFOs em cana-de-açúcar e sua relação com estresses abióticos e desenvolvimento. Para tanto, foram avaliados transcricionalmente genes relacionados a síntese de RFOs em cana sob estresse hídrico, bem como obteve-se plantas transgênicas com expressão constitutiva do gene CaGolS2, uma galactinol sintase de cafeeiro. Sob estresse hídrico, gene ScGolS1 teve seu nível transcricional reduzido em folhas e induzido em colmo. ScRFS1 nos dois tecidos tem o padrão transcricional diretamente relacionado ao aumento da severidade do estresse, e o mesmo é observado em ScSTS1. Foram também obtidos 10 eventos transgênicos de cana-de-açúcar com a região codificante do gene CaGolS2 de Coffea arabica, dos quais... / Abstract: Bioenergy application of sugarcane byproducts are making this crop one of the most important in the international agribusiness investments. To meet global demand and expand the sugarcane sector, genetic engineering strategies generating transgenic plants more tolerance to biotic and abiotic stresses is a promising to improve productivity. One of the most relevant mechanism related to stress tolerance in plants involves the accumulation of distinct solutes. The Raffinose Oligosaccharids Family synthesis starts from the successive addition of galactosyl radicals to a sucrose molecule, in a reaction catalyzed by galactinol synthase (GolS), raffinose synthase and stachyose synthase. GolS plays a key role in RFOs production in model plants. Although the stress-responsive action of RFOs may improve abiotic stress tolerance in plants, these mechanisms are almost completely unknown in grasses, like sugarcane. In this context, this study aims to understand molecular aspects of RFOs synthesis and its relation with abiotic stresses. We have evaluated the transcriptional level of genes related RFOs synthesis under water stress and we produced transgenic plants constitutively expressing a coffee galactinol synthase (CaGolS2). Under water stress, ScGolS1 was downregulated in leaves, but upregulated in stems. ScRFS1 and ScSTS1 were upregulated in both tissues, in a direct correlation between transcription level and stress. We produced 10 transgenic events containing the coding region of CaGolS2; in six events, the transgene were transcriptionally active. Transgenic plants presented differences in morphology and carbon assimilation when compared to non-transgenic controls. Overall, we inferred that the stress-responsive pattern of RFO synthesis genes might help carbon relocation during water stress. Raffinose and stachyose seems to have greater impact than galactinol in this process. Furthermore, CaGolS2 transgenic plants have promising traits for... / Mestre

Orientador: Carmen Regina Marcati / Coorientador: Magali Ribeiro da Silva / Resumo: Em ambientes tropicais, a disponibilidade hídrica é um dos principais fatores que interferem na atividade cambial das espécies vegetais. Estudos recentes, em campo, indicam também o comprimento do dia e a temperatura como sinalizadores importantes da atividade cambial nestas espécies. Este estudo experimental visa contribuir para o entendimento da influência dos fatores abióticos, água, comprimento do dia e temperatura, na atividade cambial em plantas com um ano de idade de Cordiera concolor (Cham.) Kuntze (Rubiaceae). A espécie, sempre-verde e arbustiva, é nativa, comum no cerrado paulista, e possui camadas de crescimento demarcadas por faixas marginais de parênquima axial. Realizamos dois experimentos (n=45 plantas cada um), sob regime hídrico controlado e sob comprimento do dia e temperatura naturais, um no início da primavera, quando o fotoperíodo aumenta de 11 para 12 horas e a temperatura média é de 19,9ºC e outro no final do verão, quando o fotoperíodo diminui de 12 horas para 11 horas e a temperatura média é de 23,9ºC, ambos durante cinco semanas. Cada experimento continha os mesmos três tratamentos hídricos, com 15 plantas cada, obtidos a partir de uma curva de retenção hídrica de solo de cerrado sensu stricto: saturação hídrica (21% de umidade), capacidade de campo (8% de umidade) e deficiência hídrica (3% de umidade). Ao final de cada semana, sorteamos três plantas de cada tratamento e coletamos a região mais desenvolvida do eixo caulinar. Obtivemos secções transve... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In tropics, the water availability is one of the main factors interfering in the cambial activity of plants. Recent studies, in the field, also indicate that day length and temperature are important signals of the cambial activity in tropical plants. This experimental study aims to contribute for understanding the role of these abiotic factors (water, day length and temperature) on cambial activity in 1-year-old plants of Cordiera concolor (Cham.) Kuntze (Rubiaceae). This species, evergreen and shrubby, is native and common in Cerrado of São Paulo, and have growth layers demarcated by axial parenchyma marginal bands. We conducted two experiments (n = 45 plants, each), under controlled water regimes and under natural day length and temperature, one in early spring, when the day length increases from 11 hours to 12 hours and mean temperature is 19,9ºC and another in late summer, when day length decreases from 12 hours to 11 hours and mean temperature is 23,9ºC, both for five weeks. Each experiment contained the same three water treatments, obtained from a water retention curve of cerrado soil, with 15 plants each: waterlogging (21% moisture), field capacity (8% moisture) and water deficit (3% moisture). At the end of each week, we randomly selected three plants of each treatment and collected the most developed region of the main stem. We obtained transverse and tangential and radial sections for cambial activity analyses. We identified cambial activity by mitotic figures and the presence of recently formed periclinal cell walls. We used fifteen sequential radial rows in the cambial zone to count the newly formed periclinal cell walls. We analyzed the data using generalized linear models (GLM) which allowed us to observe that in early spring, regardless of the amount of water, the cambial activity is increased by day length. In late summer, the amount... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Como organismos multicelulares complexos, as plantas requerem um extraordinário nível de coordenação entre as células para que se desenvolvam ordenadamente. Para a coordenação dessas atividades, as células devem freqüentemente ser aptas a se comunicar umas com as outras a certas distâncias. Os principais meios de comunicação intercelular são os hormônios e mensageiros químicos que carreiam as informações entre as células e assim coordenam seu crescimento e desenvolvimento. O ácido abscísico (ABA) é o hormônio envolvido nos processos fisiológicos quando as plantas são expostas a alguns tipos de estresse, como deficiência hídrica. Relativamente grandes quantidades de ABA são rapidamente sintetizadas em folhas em resposta ao estresse hídrico, onde o principal papel parece ser a regulação da abertura e fechamento estomático. No início do estresse hídrico, o ABA carreado pelo fluxo xilemático é sintetizado nas raízes que estão em contato direto com o solo seco. Devido a esse transporte poder ocorrer antes que o baixo potencial de água no solo cause qualquer mudança mensurável no estado hídrico das folhas, acredita-se que o ABA seja um sinal das raízes que ajuda a reduzir a taxa de transpiração nas folhas pelo fechamento estomático. O principal objetivo do trabalho foi determinar se o ABA sintetizado nas raízes de Lycopersicon esculentum é crucial na regulação do comportamento estomático ou se o ABA produzido pelas folhas poderia agir como sinal hormonal que permitisse a sobrevivência da planta em condições de deficiência hídrica. De forma similar, Lycopersicon pennellii, uma espécie tolerante ao estresse hídrico, foi estudada com o objetivo de determinar a possível função dos sinais químicos das raízes ou de outro mecanismo de tolerância a seca. Para tanto, plantas com 30 dias de idade obtidas de sementes de L. esculentum cv Lukullus, L. pennellii e um mutante chamando notabilis foram enxertadas umas nas outras e crescidas em casa de vegetação. Após dois meses, medidas de condutância estomática, transpiração e potencial da água na folha foram realizadas em três condições de água no solo: bem irrigado, estresse hídrico e reirrigação. Os valores de condutância estomática e transpiração mostraram que o comportamento estomático foi determinado pelo genótipo da parte aérea das plantas enxertadas. Também verificou-se que a tolerância a seca em L. pennellii não foi determinada exclusivamente por caracteres morfo-anatômicos da parte aérea. / Multicellular plants are complex organisms and their orderly development requires an extraordinary measure of coordination between cells. In order to coordinate their activities, cells must be able to communicate with each other, often at some distance. The principal means of intercellular communication are the hormones, chemical messengers that carry information between cells and thus coordinate their growth and development. Abscisic acid (ABA) is the hormone involved in physiological processes when plants are exposed to some sort of stress: water deficiency, for example. Relatively large amounts of ABA are rapidly synthesized in leaves in response to water stress, where it appears to play a major role in regulating stomatal opening and closure. As water stress begins, some of the ABA carried out by the xylem stream is synthesized in roots that are in direct contact with the drying soil. Because this transport can occur before the low water potential of the soil causes any measurable change in the water status of the leaves, ABA is believed to be a root signal that helps reduce the transpiration rate in the leaves by closing stomata. The main objective of the work was to determine if ABA synthesized in the roots of Lycopersicon esculentum is crucial in regulation stomata behavior or ABA produced by the leaves could act as hormone signal to improve plant survival under water shortage conditions. In a similar way, Lycopersicon pennellii, a water stress tolerant specie, was studied in order to determine the possible role of chemical root signals or any other mechanism. For that, 30 d-old plants obtained from seeds of L. esculentum cv Lukullus, L. pennellii and a mutant named notabilis were grafted to each other and grown in greenhouse conditions. Two months later, measurements of stomatal conductance, transpiration and leaf water potential were carried out. These measurements were done under three soil water conditions: plenty, stress and reirrigation. The values of stomatal conductance and transpiration showed that stomatal behavior was influenced by the genotype of the aerial part of grafted plants. It was also verified that the drought tolerance of L. pennellii was not only determined by morpho-anatomical characteristics of plant shoot.

Como organismos multicelulares complexos, as plantas requerem um extraordinário nível de coordenação entre as células para que se desenvolvam ordenadamente. Para a coordenação dessas atividades, as células devem freqüentemente ser aptas a se comunicar umas com as outras a certas distâncias. Os principais meios de comunicação intercelular são os hormônios e mensageiros químicos que carreiam as informações entre as células e assim coordenam seu crescimento e desenvolvimento. O ácido abscísico (ABA) é o hormônio envolvido nos processos fisiológicos quando as plantas são expostas a alguns tipos de estresse, como deficiência hídrica. Relativamente grandes quantidades de ABA são rapidamente sintetizadas em folhas em resposta ao estresse hídrico, onde o principal papel parece ser a regulação da abertura e fechamento estomático. No início do estresse hídrico, o ABA carreado pelo fluxo xilemático é sintetizado nas raízes que estão em contato direto com o solo seco. Devido a esse transporte poder ocorrer antes que o baixo potencial de água no solo cause qualquer mudança mensurável no estado hídrico das folhas, acredita-se que o ABA seja um sinal das raízes que ajuda a reduzir a taxa de transpiração nas folhas pelo fechamento estomático. O principal objetivo do trabalho foi determinar se o ABA sintetizado nas raízes de Lycopersicon esculentum é crucial na regulação do comportamento estomático ou se o ABA produzido pelas folhas poderia agir como sinal hormonal que permitisse a sobrevivência da planta em condições de deficiência hídrica. De forma similar, Lycopersicon pennellii, uma espécie tolerante ao estresse hídrico, foi estudada com o objetivo de determinar a possível função dos sinais químicos das raízes ou de outro mecanismo de tolerância a seca. Para tanto, plantas com 30 dias de idade obtidas de sementes de L. esculentum cv Lukullus, L. pennellii e um mutante chamando notabilis foram enxertadas umas nas outras e crescidas em casa de vegetação. Após dois meses, medidas de condutância estomática, transpiração e potencial da água na folha foram realizadas em três condições de água no solo: bem irrigado, estresse hídrico e reirrigação. Os valores de condutância estomática e transpiração mostraram que o comportamento estomático foi determinado pelo genótipo da parte aérea das plantas enxertadas. Também verificou-se que a tolerância a seca em L. pennellii não foi determinada exclusivamente por caracteres morfo-anatômicos da parte aérea. / Multicellular plants are complex organisms and their orderly development requires an extraordinary measure of coordination between cells. In order to coordinate their activities, cells must be able to communicate with each other, often at some distance. The principal means of intercellular communication are the hormones, chemical messengers that carry information between cells and thus coordinate their growth and development. Abscisic acid (ABA) is the hormone involved in physiological processes when plants are exposed to some sort of stress: water deficiency, for example. Relatively large amounts of ABA are rapidly synthesized in leaves in response to water stress, where it appears to play a major role in regulating stomatal opening and closure. As water stress begins, some of the ABA carried out by the xylem stream is synthesized in roots that are in direct contact with the drying soil. Because this transport can occur before the low water potential of the soil causes any measurable change in the water status of the leaves, ABA is believed to be a root signal that helps reduce the transpiration rate in the leaves by closing stomata. The main objective of the work was to determine if ABA synthesized in the roots of Lycopersicon esculentum is crucial in regulation stomata behavior or ABA produced by the leaves could act as hormone signal to improve plant survival under water shortage conditions. In a similar way, Lycopersicon pennellii, a water stress tolerant specie, was studied in order to determine the possible role of chemical root signals or any other mechanism. For that, 30 d-old plants obtained from seeds of L. esculentum cv Lukullus, L. pennellii and a mutant named notabilis were grafted to each other and grown in greenhouse conditions. Two months later, measurements of stomatal conductance, transpiration and leaf water potential were carried out. These measurements were done under three soil water conditions: plenty, stress and reirrigation. The values of stomatal conductance and transpiration showed that stomatal behavior was influenced by the genotype of the aerial part of grafted plants. It was also verified that the drought tolerance of L. pennellii was not only determined by morpho-anatomical characteristics of plant shoot.