Orientador: Claudio Angeli Sansígolo / Banca: Elias Taylor Durgante Severo / Banca: Ezer Dias de Oliveira Junior / Banca: Tatiana Paula Marques de Arruda / Banca: Edjair Augusto Dal Bem / Resumo: A indústria papeleira vem focando em estudos atuais, alternativas para separar a madeira em seus componentes, celulose, hemiceluloses, lignina e extrativos, pois eles que restringem as diversas oportunidades da biorrefinaria integrando processos produtivos de combustíveis e produtos químicos a partir da biomassa. A solubilização das hemiceluloses por auto hidrólise tem sido proposta como o primeiro passo da biorrefinaria, e os materiais extraídos com a auto hidrólise podem ser usados na produção de produtos químicos e biocombustíveis. Assim, este trabalho avaliou o efeito da temperatura (120°C,140°C,160°C) na auto hidrólise, e posteriormente no rendimento da polpação Kraft em diferentes cargas de álcali ativo (12%,13%,14%) em cavacos de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla e Eucalyptus grandis. Os resultados da pesquisa mostraram que com o incremento da temperatura no processo de auto hidrólise o rendimento apresenta alteração para ambas espécies; reações com maiores valores de temperaturas afetam negativamente o rendimento do processo de auto hidrolise; a utilização da Eucalyptus grandis mostrou mais eficaz no processo de auto hidrolise quando comparado ao híbrido E. grandis x E. urophylla. Conclui-se que, a auto hidrólise apresentou eficácia removendo a maior parte das hemiceluloses e apenas atacando ligeiramente a lignina e a celulose. / Abstract: The paper industry has been focusing on current studies alternatives for separating wood into its components, cellulose, hemicellulose, lignin and extractives, as they that hide the various biorefinery opportunities integrating production processes of fuels and chemicals from biomass. The solubilization of hemicelluloses by auto-hydrolysis has been proposed as the first step in biorefinery. And the materials extracted with the Auto-hydrolysis can be used in the production of chemicals and biofuels. Thus, this study evaluated the effect of temperature (120 ° C, 140 ° C, 160 ° C) in the auto-hydrolysis and Kraft pulping yield in different loads of active alkali (12%, 13%, 14%) in Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla e Eucalyptus grandis chips. The survey results showed that with the increase of temperature in the process of hydrolysis yield self presents to both species; reactions with highest rates of temperatures affect negatively the performance of the hydrolysis process; the use of Eucalyptus grandis showed more effective in hydrolysis process when compared the hibrid E. grandis x E. urophylla and concluded that, the hydrolysis showed effectiveness by removing most of the hemicelluloses and attacking only slightly the lignin and cellulose ... / Doutor

Orientador: Luiz Gonzaga de Souza / Resumo: O presente trabalho de pesquisa tem por objetivo estimar a composição dos resíduos e o volume de biomassa disponível para fins energéticos da exploração de Eucalyptus grandis em uma indústria de painéis de fibra de madeira (hardboard) localizada no Município de Botucatu, Estado de São Paulo. Para isso foram coletadas amostras no campo, referentes ao resíduo deixado por quinze árvores de Eucalyptus na área correspondente a um hectare, sendo estimados nas amostras o poder calorífico superior (PCS), teor de umidade, teor de cinzas, densidade básica e volume total médio da biomassa residual. Foi estimado, ainda, o vapor obtenível por quilograma de madeira queimada para avaliação preliminar de energia elétrica a ser produzida por tonelada de biomassa (kWh/tb), fornecendo subsídios para estudos futuros de viabilidade econômica de um projeto de cogeração ou geração própria de energia elétrica. Os resultados obtidos mostram os valores médios de poder calorífico superior da biomassa coletado no campo: 4001, 3907, 3845, e 3704, kcal/kg para amostras (ramos) de até 1 cm de diâmetro, de 1 a 3 cm de diâmetro, acima de 3 cm de diâmetro e casca, respectivamente. O volume total médio de biomassa residual produzido foi de 16,167 m3/ha com um peso estimado de 8375 kg/ha. Os resultados obtidos para a quantidade de vapor obtida por quilograma de madeira queimada (fator f) e o peso total de vapor fornecido pela biomassa residual foi da ordem de 36.599 kg vapor/ ha. / Abstract: The present research aimed to determine the waste composition and the biomass volume available to energetic exploitation of Eucalyptus grandis in a hardboard industry located in Botucatu, São Paulo State. Field samples were collected in the waste of fifteen Eucalyptus grandis trees, in a area equivalent of one hectare. In each sample were evaluated the heat combustion , the humidity content, ash content, basic density and the total mean volume of waste biomass. It was also analyzed achieved steam per kilo of burned wood to a initial evaluation of the electrical energy to be produced by each ton of biomass (kW/tb), offering subsidies to future economic availability studies of an own electrical energy generation project. The obtained data showed that the heat combustion of the wood varied from 4021, 3907, 3845 and 3704 kcal/kg to samples (branchs) of one centimeter, from one to three centimeters and to more than three centimeters of diameter and bark, respectively. The total mean volume of the waste biomass produced was 16.167 m3/ha with an estimated weight of 8375 kg/ha. The results obtained to the steam quantity obtained per each kilo of burned wood (f) and the total steam weight given by the waste biomass were 36.599,49 kg steam/ha. / Mestre

Uma cuidadosa revisão bibliográfica, seguida por uma pesquisa in silico no banco de dados de expressed sequence tags (ESTs) do projeto GENOLYPTUS – Rede Brasileira de Pesquisa do Genoma de Eucalyptus, foram realizadas visando identificar classes de genes potencialmente relacionadas com a resposta vegetal à deficiência hídrica em Eucalyptus grandis. Os principais clones de cDNA selecionados potencialmente codificam proteínas relacionadas com a síntese de osmólitos como prolina, sacarose, osmotina, poliaminas, desidrinas, fatores de transcrição, e genes de uma importante cascata de sinalização vegetal à deficiência hídrica. Duas classes de seqüências foram estudadas mais detalhadamente. A Sadenosil- metionina-descarboxilase (SAMDC) é uma enzima-chave na rota de síntese das poliaminas, aminas catiônicas envolvidas em vários processos celulares, inclusive na proteção das estruturas da célula em respostas a diferentes tipos de estresses. Dois grupos de ESTs foram inicialmente identificados por homologia a seqüências conhecidas de SAMDC e duas seqüências potencialmente completas de cada grupo foram selecionadas e denominadas EgrSAMDC1 e EgrSAMDC2. As seqüências deduzidas de aminoácidos de ambos os cDNAs apresentaram os dois principais domínios da enzima e uma estrutura conservada em relação a outras SAMDCs de plantas. Além da região de leitura aberta (ORF, do inglês, open reading frame) principal, os cDNAs apresentaram duas pequenas regiões codificadoras conservadas, denominadas tiny e small upstream ORFs na longa região 5’ não traduzida, relacionadas à regulação pós-transcricional dos genes. Em análises de Southern blot, foram detectados pelo menos dois fortes sinais de hibridização para cada amostra de DNA genômico de E. grandis digerido por endonucleases distintas, sugerindo a existência de (pelo menos) duas cópias genômicas de SAMDC. Por Northern blots, a presença de mRNAs para SAMDC foi detectada em folhas e caules jovens e, em menor quantidade, em tecidos vasculares de árvores adultas. Entretanto e nitidamente, a maior expressão de SAMDC em E. grandis ocorre em flores abertas. Análises quantitativas por transcrição reversa seguida de reação em cadeia da DNApolimerase (qRT-PCR) com plântulas cultivadas in vitro por 4 meses, submetidas a diferentes tratamentos como ácido abscísico (ABA), ácido naftalenoacético (ANA), quinetina (KIN), cloreto de sódio (NaCl), seca, frio, luz ultravioleta (UV), ferimentos e extrato de leveduras, 9 demonstraram maior indução da expressão de EgrSAMDC2 na presença de ABA e NaCl. Também foi observada uma drástica redução na expressão deste gene, baseado nos níveis de mRNA-molde para as RT-PCRs, quando as plântulas foram expostas a UV e seca. Estes resultados indicaram que o gene EgrSAMDC2 pode estar mais relacionado à resposta vegetal à elevada salinidade, por intermédio da sinalização por ABA, do que à resposta a outros estresses ambientais ou bióticos. A segunda classe de genes identificados e analisados junto ao GENOLYPTUS como potencialmente relacionados à deficiência hídrica potencialmente codificam proteína-cinases ativadas por mitógenos (MAPKs, do inglês, mitogen-activated protein kinases). MAPKs são proteínas de uma importante cascata sinalizadora, constituída por três componentes denominados MAPKKK, MAPKK e MAPK. Elas estão envolvidas na sinalização do desenvolvimento, estímulos hormonais e de estresses bióticos e abióticos. O cDNA selecionado, de aproximadamente 5 kb, representa uma seqüência imatura de mRNA (transcrito primário), no qual estão presentes dois íntrons. Nas extremidades 5’ e 3’ dos íntrons existem sítios canônicos de processamento (splicing) que indicam que o transcrito deve ser corretamente processado em um mRNA maduro. A proteína deduzida a partir da união dos éxons indica que o cDNA isolado de E. grandis potencialmente codifica uma MAPK2, com alta homologia a outras MAPKs vegetais. Além disto, a seqüência de aminoácidos representa uma proteína completa, na qual os 11 domínios conservados em MAPKs, fundamentais para o correto funcionamento da enzima, estão presentes. Análise de Southern blot indicaram que este gene está presente em cópia única no genoma de E. grandis. Em análises da expressão por qRT-PCR em plântulas submetidas aos diferentes tratamentos descritos acima, foi observado uma significativa indução da transcrição com KIN e NaCl, e uma leve indução por ABA. O tratamento com UV provocou uma drástica redução na expressão de EgrMAPK2. Este resultado fornece indícios de que este gene possivelmente esteja em envolvido em repostas a estresses abióticos. / A careful bibliographical review, followed by an in silico screening of the expressed sequence tag (EST) databank of the GENOLYPTUS Project – The Brazilian Research Network on the Eucalyptus Genome, were conducted to identify genes potentially related to drought responses in Eucalyptus grandis. The main selected clones potentially encode proteins related to the biosynthesis of different osmolites such as proline, sucrose, osmotin and polyamines, dehydrines, transcription factors and genes from an important plant signaling cascade. Two gene classes were studied in more detail. S-adenosylmethionine decarboxylase (SAMDC) is one of the key regulatory enzymes in the biosynthesis of polyamines, cationic amines involved in various processes of the cell, including the protection of cellular structures in response to different stresses. Two clusters of ESTs were initially identified by homology to known SAMDC sequences and, from each of them, two full-length cDNAs were identified and named EgrSAMDC1 and EgrSAMDC2. The deduced amino acid sequences from both cDNAs showed the two main enzyme domains and a conserved protein structure in comparison to other plant SAMDCs. Besides the main open reading frame (ORF), two other tiny and small upstream ORFs were found in the long 5’ non-translated region of the cDNAs. These sequences are known to be associated with post-transcriptional regulation. Southern blot analysis resulted in two strong hybridization signals for each genomic DNA digested with different restriction enzymes, indicating (at least) two SAMDC genomic copies. Northern blots detected SAMDC mRNAs in young leaves and stems and a lower transcript level in vascular tissues from mature trees. Nevertheless, the highest levels of E. grandis SAMDC steady-state mRNA was clearly detected in opened flowers. Quantitative reverse transcription PCR (qRT-PCR) with total RNA from 4-months old in vitro seedlings subjected to different treatments, such as abscisic acid (ABA), naphthaleneacetic acid (NAA), kinetin (KIN), sodium chloride (NaCl), drought, cold, ultraviolet light (UV), wounding and yeast extract, demonstrated higher expression induction of EgrSAMDC2 gene with ABA and NaCl. A drastic reduction in gene expression was observed after UV and drought treatments of the seedlings, based on RNA-template levels for RT-PCRs. These results suggested that 11 EgrSAMDC2 gene might be more related to plant response against high salinity, possibly via ABA signaling, than to other environmental or biotic-like stress responses. The second gene class identified and analyzed in the GENOLYPTUS, as potentially involved in drought responses, encodes a mitogen-activated protein kinase (MAPK). MAPKs proteins are part of an important signaling casacade, which consists of three components, MAPKKK, MAPKK and MAPK. They are associated to developmental signaling, hormonal and biotic and abiotic stimuli. The selected cDNA, of about 5 kb in length, represented an immature mRNA (primary transcript) with two non-spliced introns. The canonical 5’ and 3’ splicing sites suggested that the transcript might probably be correctly translated to a mature mRNA. The deduced protein from the union of all three exons indicated that the isolated E. grandis cDNA potentially encodes a MAPK2, with high homology to other plant MAPKs. Moreover, the amino acid sequence represented a complete protein, with all 11 domains conserved in MAPKs and known to be fundamental for the enzyme functionality. Southern blot analysis indicated that EgrMAPK2 is encoded by a single genomic copy in E. grandis. From qRT-PCR expression analysis, conducted with the same plant material described above, we observed a significant transcription induction with KIN and NaCl, and a weaker induction by ABA. The UV treatment resulted in a drastic reduction of EgrMAPK2 expression. This result strongly indicated that this gene is most probably involved in abiotic stress responses.

Uma cuidadosa revisão bibliográfica, seguida por uma pesquisa in silico no banco de dados de expressed sequence tags (ESTs) do projeto GENOLYPTUS – Rede Brasileira de Pesquisa do Genoma de Eucalyptus, foram realizadas visando identificar classes de genes potencialmente relacionadas com a resposta vegetal à deficiência hídrica em Eucalyptus grandis. Os principais clones de cDNA selecionados potencialmente codificam proteínas relacionadas com a síntese de osmólitos como prolina, sacarose, osmotina, poliaminas, desidrinas, fatores de transcrição, e genes de uma importante cascata de sinalização vegetal à deficiência hídrica. Duas classes de seqüências foram estudadas mais detalhadamente. A Sadenosil- metionina-descarboxilase (SAMDC) é uma enzima-chave na rota de síntese das poliaminas, aminas catiônicas envolvidas em vários processos celulares, inclusive na proteção das estruturas da célula em respostas a diferentes tipos de estresses. Dois grupos de ESTs foram inicialmente identificados por homologia a seqüências conhecidas de SAMDC e duas seqüências potencialmente completas de cada grupo foram selecionadas e denominadas EgrSAMDC1 e EgrSAMDC2. As seqüências deduzidas de aminoácidos de ambos os cDNAs apresentaram os dois principais domínios da enzima e uma estrutura conservada em relação a outras SAMDCs de plantas. Além da região de leitura aberta (ORF, do inglês, open reading frame) principal, os cDNAs apresentaram duas pequenas regiões codificadoras conservadas, denominadas tiny e small upstream ORFs na longa região 5’ não traduzida, relacionadas à regulação pós-transcricional dos genes. Em análises de Southern blot, foram detectados pelo menos dois fortes sinais de hibridização para cada amostra de DNA genômico de E. grandis digerido por endonucleases distintas, sugerindo a existência de (pelo menos) duas cópias genômicas de SAMDC. Por Northern blots, a presença de mRNAs para SAMDC foi detectada em folhas e caules jovens e, em menor quantidade, em tecidos vasculares de árvores adultas. Entretanto e nitidamente, a maior expressão de SAMDC em E. grandis ocorre em flores abertas. Análises quantitativas por transcrição reversa seguida de reação em cadeia da DNApolimerase (qRT-PCR) com plântulas cultivadas in vitro por 4 meses, submetidas a diferentes tratamentos como ácido abscísico (ABA), ácido naftalenoacético (ANA), quinetina (KIN), cloreto de sódio (NaCl), seca, frio, luz ultravioleta (UV), ferimentos e extrato de leveduras, 9 demonstraram maior indução da expressão de EgrSAMDC2 na presença de ABA e NaCl. Também foi observada uma drástica redução na expressão deste gene, baseado nos níveis de mRNA-molde para as RT-PCRs, quando as plântulas foram expostas a UV e seca. Estes resultados indicaram que o gene EgrSAMDC2 pode estar mais relacionado à resposta vegetal à elevada salinidade, por intermédio da sinalização por ABA, do que à resposta a outros estresses ambientais ou bióticos. A segunda classe de genes identificados e analisados junto ao GENOLYPTUS como potencialmente relacionados à deficiência hídrica potencialmente codificam proteína-cinases ativadas por mitógenos (MAPKs, do inglês, mitogen-activated protein kinases). MAPKs são proteínas de uma importante cascata sinalizadora, constituída por três componentes denominados MAPKKK, MAPKK e MAPK. Elas estão envolvidas na sinalização do desenvolvimento, estímulos hormonais e de estresses bióticos e abióticos. O cDNA selecionado, de aproximadamente 5 kb, representa uma seqüência imatura de mRNA (transcrito primário), no qual estão presentes dois íntrons. Nas extremidades 5’ e 3’ dos íntrons existem sítios canônicos de processamento (splicing) que indicam que o transcrito deve ser corretamente processado em um mRNA maduro. A proteína deduzida a partir da união dos éxons indica que o cDNA isolado de E. grandis potencialmente codifica uma MAPK2, com alta homologia a outras MAPKs vegetais. Além disto, a seqüência de aminoácidos representa uma proteína completa, na qual os 11 domínios conservados em MAPKs, fundamentais para o correto funcionamento da enzima, estão presentes. Análise de Southern blot indicaram que este gene está presente em cópia única no genoma de E. grandis. Em análises da expressão por qRT-PCR em plântulas submetidas aos diferentes tratamentos descritos acima, foi observado uma significativa indução da transcrição com KIN e NaCl, e uma leve indução por ABA. O tratamento com UV provocou uma drástica redução na expressão de EgrMAPK2. Este resultado fornece indícios de que este gene possivelmente esteja em envolvido em repostas a estresses abióticos. / A careful bibliographical review, followed by an in silico screening of the expressed sequence tag (EST) databank of the GENOLYPTUS Project – The Brazilian Research Network on the Eucalyptus Genome, were conducted to identify genes potentially related to drought responses in Eucalyptus grandis. The main selected clones potentially encode proteins related to the biosynthesis of different osmolites such as proline, sucrose, osmotin and polyamines, dehydrines, transcription factors and genes from an important plant signaling cascade. Two gene classes were studied in more detail. S-adenosylmethionine decarboxylase (SAMDC) is one of the key regulatory enzymes in the biosynthesis of polyamines, cationic amines involved in various processes of the cell, including the protection of cellular structures in response to different stresses. Two clusters of ESTs were initially identified by homology to known SAMDC sequences and, from each of them, two full-length cDNAs were identified and named EgrSAMDC1 and EgrSAMDC2. The deduced amino acid sequences from both cDNAs showed the two main enzyme domains and a conserved protein structure in comparison to other plant SAMDCs. Besides the main open reading frame (ORF), two other tiny and small upstream ORFs were found in the long 5’ non-translated region of the cDNAs. These sequences are known to be associated with post-transcriptional regulation. Southern blot analysis resulted in two strong hybridization signals for each genomic DNA digested with different restriction enzymes, indicating (at least) two SAMDC genomic copies. Northern blots detected SAMDC mRNAs in young leaves and stems and a lower transcript level in vascular tissues from mature trees. Nevertheless, the highest levels of E. grandis SAMDC steady-state mRNA was clearly detected in opened flowers. Quantitative reverse transcription PCR (qRT-PCR) with total RNA from 4-months old in vitro seedlings subjected to different treatments, such as abscisic acid (ABA), naphthaleneacetic acid (NAA), kinetin (KIN), sodium chloride (NaCl), drought, cold, ultraviolet light (UV), wounding and yeast extract, demonstrated higher expression induction of EgrSAMDC2 gene with ABA and NaCl. A drastic reduction in gene expression was observed after UV and drought treatments of the seedlings, based on RNA-template levels for RT-PCRs. These results suggested that 11 EgrSAMDC2 gene might be more related to plant response against high salinity, possibly via ABA signaling, than to other environmental or biotic-like stress responses. The second gene class identified and analyzed in the GENOLYPTUS, as potentially involved in drought responses, encodes a mitogen-activated protein kinase (MAPK). MAPKs proteins are part of an important signaling casacade, which consists of three components, MAPKKK, MAPKK and MAPK. They are associated to developmental signaling, hormonal and biotic and abiotic stimuli. The selected cDNA, of about 5 kb in length, represented an immature mRNA (primary transcript) with two non-spliced introns. The canonical 5’ and 3’ splicing sites suggested that the transcript might probably be correctly translated to a mature mRNA. The deduced protein from the union of all three exons indicated that the isolated E. grandis cDNA potentially encodes a MAPK2, with high homology to other plant MAPKs. Moreover, the amino acid sequence represented a complete protein, with all 11 domains conserved in MAPKs and known to be fundamental for the enzyme functionality. Southern blot analysis indicated that EgrMAPK2 is encoded by a single genomic copy in E. grandis. From qRT-PCR expression analysis, conducted with the same plant material described above, we observed a significant transcription induction with KIN and NaCl, and a weaker induction by ABA. The UV treatment resulted in a drastic reduction of EgrMAPK2 expression. This result strongly indicated that this gene is most probably involved in abiotic stress responses.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-04-04T18:25:44Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 360867 bytes, checksum: e3ee01960616eb812f4e14a90f89fff5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-04T18:25:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 360867 bytes, checksum: e3ee01960616eb812f4e14a90f89fff5 (MD5) Previous issue date: 1998-11-27 / Plantas de Eucalyptus grandis foram aclimatadas a 25 o C e 400 μmol fótons m -2 s -1 , em câmara de crescimento, e posteriormente submetidas a uma combinação de temperatura e irradiância supra-ótimas, 40 o C e 1.200 μmol fótons m -2 s -1 , a fim de se avaliarem as respostas fisiológicas dessa espécie a uma condição potencialmente fotoinibitória. Não se observaram efeitos isolados da temperatura ou do excesso de irradiância sobre a eficiência fotoquímica do Fotossistema II (FS II), avaliada como a razão entre a fluorescência variável e a fluorescência máxima (F v /F m ), porém observou-se um efeito sinérgico desses dois fatores. A redução de F v /F m foi atribuída, primariamente, à redução da fluorescência máxima (F m ). A pré-aclimatação dos discos foliares à temperatura de 35 o C e baixa irradiância, 5 μmol fótons m -2 s -1 , por duas horas, resultou em aumento da tolerância à condição fotoinibitória. Pode-se inferir que a aquisição de tolerância à fotoinibição do PS II de E. grandis envolveu, primariamente, a alteração conformacional do centro de reação do PS II. Não se pode descartar o envolvimento da síntese de novo de proteínas neste processo, em razão do tempo requerido para se observar a alteração. O funcionamento de alguns componentes do sistema antioxidativo foi avaliado no sistema Eucalyptus-Pisolithus, em resposta à elevação da temperatura de 25 o C-28 o C para 40 o C. As alterações nas atividades de catalase (Cat), peroxidases não-específicas (Pod) e superóxido dismutase (Sod), em dois isolados fúngicos, traduziram estratégias diferentes de regulação do sistema antioxidativo. Houve reduções significativas nas atividades específicas da Cat, das Pod e da ascorbato peroxidase (AscPod), da atividade total da Sod e do teor de proteínas solúveis em folhas de E. grandis, após incubação a 40 o C. Essas alterações refletiram no menor teor de clorofila a e no aumento do teor de malondialdeído, uma indicação de que houve peroxidação de lipídios. Em raízes, não se observou efeito significativo da temperatura sobre as atividades de Cat, Pod e Sod. Não se detectou atividade da AscPod nesse órgão. Houve redução significativa do teor de proteínas solúveis e aumento do teor de malondialdeído após incubação a 40 o C, por três horas. As relações Sod:Cat e Sod:Pod nas micorrizas seguiram o padrão de aumento ou de redução observado no micélio dos dois isolados fúngicos. A atividade total da Sod foi maior do que nas raízes, a despeito da sua menor atividade nos micélios fúngicos. Este aumento resultou da indução de 4 a 5 novas isoenzimas de Sod do tipo Mn-Sod, todas de baixo peso molecular e com possível origem fúngica. O conjunto dos resultados obtidos permite inferir que o controle do sistema antioxidativo é exercido de forma mais eficiente nas micorrizas do que nos componentes individuais da associação mutualista. Este controle pode ser um dos responsáveis pelo benefício mútuo decorrente da associação simbiótica, especialmente observado em condições ambientais pouco favoráveis à sobrevivência dos organismos que dela participam. / Plants of Eucalyptus grandis were acclimated at 25 o C and 400 μmol photons m -2 s -1 , in growth chamber, and thereafter submitted to a high temperature/irradiance of 40 o C and 1,200 μmol photons m -2 s -1 , in order to investigate the physiological response of this species to a potential photoinhibitory condition. Based on variable to maximum fluorescence ratio (Fv/Fm), isolated effects of both high temperature and irradiance upon the photochemical efficiency of photosystem II (PSII) were not observed, but a synergic effect of these parameters was found. The decline in Fv/Fm ratio resulted mainly from a quenched maximal fluorescence (Fm). By incubating the leaves at 35 o C and at a low irradiance of 5 μmol photons m -2 s -1 for two hours, a higher tolerance to the photoinhibitory treatment could be observed. Given the time required in the process of thermotolerance induction, the involvement of “de novo” protein synthesis can not be dismissed. Some components of the antioxidant system were evaluated in the Eucalyptus-Pisolithus association, in response to an increase in temperature from 25 o C-28 o C to 40 o C. The changes in the activity of catalase (Cat), non-specific peroxidases (Pod), and that of superoxide dismutase (Sod), in two fungal isolates, are evidences for different strategies of the antioxidant system regulation in these organisms. Significant decreases in the specific activity of Cat, Pod, and ascorbate peroxidase (AscPod), total activity of Sod and of soluble proteins were observed in leaves of E. grandis incubated at 40 o C. These changes were accompanied by a lower chlorophyll a and a higher malondialdehyde content. In the root system, significant effects of the temperature upon the activities of Cat, Pod, and Sod were not observed, and AscPod activity was not detected in that organ. A significant decrease in protein and a rise in malondialdehyde content were observed after incubation of the roots at 40 o C for three hours. The Sod:Cat and Sod:Pod ratios in mycorrhizas followed the pattern of increase or decrease observed in the mycelium of the two fungal isolates. The total activity of Sod in the mycorrhizas was higher than that of the roots, despite its lower activity in the mycelium. This increase was attributed to the induction of 4 to 5 new Sod isozymes of the Mn-Sod class, all of low molecular weight and possibly coded by the fungal genome. The results obtained in this work indicate that the control of the antioxidant system is exerted more efficiently in the mycorrhizas than in the individual components of the association. This control may be partly responsible for the mutual benefits resulting from the symbiotic association, especially under environmental conditions less favorable to the survival of the symbionts. / Tese importada do Alexandria

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-07-03T13:02:09Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 316819 bytes, checksum: 4dfcfbf453fc87139b6eea9debdfbb9d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-03T13:02:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 316819 bytes, checksum: 4dfcfbf453fc87139b6eea9debdfbb9d (MD5) Previous issue date: 2001-03-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho teve como objetivos avaliar a variabilidade genética e a importância das características silviculturais e tecnológicas; realizar a avaliação direta e indireta da característica produção de celulose e classificar os clones com base na avaliação direta e indireta em produção de celulose. Foram utilizados, no presente estudo, 18 clones com 72 meses de idade, sendo os 5 primeiros Eucalyptus urophylla e os demais clones híbridos de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis. O delineamento utilizado foi blocos casualizados, com 3 repetições e 16 plantas por parcela, num espaçamento de 3 x 3 m. Por se tratar de clones, não foi considerada a informação dentro de parcela, sendo utilizada a média da mesma para a avaliação das características de crescimento. Já para as características tecnológicas, foi utilizada uma árvore representativa da parcela, com valores próximos às médias das características de crescimento. Foram realizadas medições de crescimento quanto à altura total da árvore (Ht), diâmetro à altura do peito (DAP) e volume com casca (Vcc). Para a caracterização tecnológica, foram avaliadas as características densidade básica (DB), comprimento de fibra (CF), largura da fibra (LF), diâmetro do lúmem (DL), espessura da parede da fibra (EP), índice de runkel (IR), índice de enfeltramento (IE), coeficiente de flexibilidade (CoF), fração parede (FP), teor de lignina (LI), extrativos (EX), rendimento depurado de celulose (RD) e produção de celulose (PC). Os resultados indicaram que todas as características silviculturais e tecnológicas apresentaram variabilidade genética, com exceção das características EP e IE. A classificação dos clones com base na avaliação direta em PC diferiu da classificação dos clones quando a avaliação direta foi realizada com base nas características que determinam PC, evidenciando a necessidade da avaliação indireta em PC, para uma caracterização mais precisa dos clones. Na avaliação indireta, a característica RD foi substituída por um conjunto de características tecnológicas, de menor custo e tempo de análise do que RD. Tais características foram definidas com base no estudo de correlações e diagnóstico de multicolinearidade, resultando em DL, EX e LI. A avaliação indireta classificou os melhores clones com teores de EX e LI abaixo da média dos 18 clones e PC acima da média, em todos os índices de classificação genotípicos utilizados neste trabalho. A avaliação direta classificou os melhores clones, com teores de LI, EX e PC acima da média dos 18 clones avaliados, sendo PC na avaliação direta superior do que na avaliação indireta. Em virtude dos resultados obtidos, deve -se realizar estudos de custo x benefício, com base nas características utilizadas na avaliação indireta e determinar o ponto ótimo entre a maior produtividade encontrada na avaliação direta e os menores teores de lignina e extrativos encontradas na avaliação indireta. / This work had as objective to evaluate the genetic variability and the importance of growth and technological characteristic; to accomplish the direct and indirect evaluation of the characteristic cellulose production and to classify the clones with base in the direct and indirect evaluation in cellulose production. Were used, in the present study, 18 clones with 72 months of age, being the first 5 Eucalyptus urophylla and the other hybrid clones of Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis. The experimental design used were randomized blocks, with 3 replications and square plots with 16 plants, in 3 x 3 m spacing. For treating of clones, the information was not considered inside of portion, being used the average of the same for the evaluation of the growth characteristics. Already for the technological characteristics, a representative tree of the portion was used, with close values the averages of the growth characteristics. Growth measurements were accomplished with relationship to the total height of the tree (Ht), diameter to the height of the chest (DAP) and volume with peel (Vcc). To the technological characterization, they were appraised the characteristics basic density (DB), fiber length (CF), width of the fiber (LF), diameter of the lumem (DL), thickness of the wall of the fiber (EP), runkel index (to GO), index of Enfeltramento (IE), coefficient of Flexibility (CoF), fraction Wall (FP), lignina tenor (LI), extractive (EX), debugged revenue of cellulose (RD) and cellulose production (PC). The results indicated that all the growth characteristics and technological presented genetic variability, except for the characteristics EP and IE. The classification of the clones with base in the direct evaluation in PC differed of the classification of the clones when the direct evaluation was accomplished with base in the characteristics that determine PC. Evidencing the need of the indirect evaluation in PC, for a best characterization of the clones. In the indirect evaluation, the characteristic RD was substituted by a group of technological characteristics, of smaller cost and time of analysis than RD. Such characteristics were defined with base in the study of correlations and diagnosis of linear dependence, resulting in DL, EX and LI. The indirect evaluation classified the best clones with tenors of extractive and lignina below the average of the 18 clones and PC above the average. The direct evaluation classified the best clone, with tenors of LI, EX and PC above the average of the 18 appraised clones, being PC in the larger direct evaluation than in the indirect evaluation. By virtue of the obtained results, should take place studies of cost x benefit, with base in the characteristics used in the indirect evaluation and to determine the great point among the largest productivity found in the direct evaluation and the smallest lignina tenors and extractive found in the indirect evaluation. / Dissertação importada do Alexandria

Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-06-23T18:04:37Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Propriedades da madeira de eucalipto para a produção de madeira serrada.pdf: 1213256 bytes, checksum: a3a6beecc882902f8572185da646cf88 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-23T18:04:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Propriedades da madeira de eucalipto para a produção de madeira serrada.pdf: 1213256 bytes, checksum: a3a6beecc882902f8572185da646cf88 (MD5) / O objetivo do trabalho foi mensurar as deformações residuais longitudinais (DRL) decorrentes das tensões de crescimento em árvores de 20 de clones de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla com 13 anos de idade. Foram medidas o tamanho da copa, o diâmetro à altura do peito (DAP) e a espessura da casca. As medições das DRL nas posições norte e sul do fuste foram realizadas de acordo com o método do CIRAD-Forêt. Houve diferença significativa entre clones para DAP, DRL e espessura de casca. Não houve correlação significativa entre DAP e DRL. A correlação foi significativa entre DAP e tamanho da copa, podendo-se afirmar que o tamanho da copa afeta o crescimento diamétrico das árvores. DAP e espessura de casca também se correlacionaram significativamente, em que árvores de maiores diâmetros possuem cascas mais espessas. Foi possível selecionar clones com melhor potencial para produção de madeira serrada, isto é, elevados DAP com reduzidas DRL. / This study aims to evaluate growth stress measuring the longitudinal growth strain (LGS) of randomly selected trees from different clones of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla hybrid. Twenty 13-year-old clones, from Alcobaça, Bahia state, Brazil. Visual analysis of the crown size, diameter at breast height (DBH) and bark thickness were measured. LGS in the North and South positions the stem were made with the aid of the extensometer, called Growth Strain Gauge method, by CIRAD-Forêt. Significant differences were found between clones for DBH, LGS and bark thickness. There was no significant correlation between DBH and LGS. The correlation was significant between DBH and crown size. It can be stated that the size of the crown affects the diameter of the trunk of trees. The correlation was also significant between DBH and bark thickness, larger DBH trees have thicker bark. It was possible to select clones with better potential for lumber production, i.e. higher DBH with reduced LGS.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-10-07Bitstream added on 2014-06-13T19:12:49Z : No. of bitstreams: 1 costa_cs_me_botib.pdf: 556138 bytes, checksum: f3943b845a387e5013dc6b9cb14d81da (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A identificação de promotores com expressão tecido-específica é uma alternativa viável para substituição dos promotores com expressão ubíqua geralmente utilizados em transgenia. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivos caracterizar funcionalmente o promotor de um gene de eucalipto que codifica um transportador de potássio com expressão específica em raiz bem como isolar e caracterizar a região promotora de um gene de eucalipto selecionado como apresentando expressão específica em folha. Plantas transgênicas de tabaco (Nicotiana tabacum SR1) contendo um cassete de expressão composto pelo promotor de raiz fusionado ao gene repórter GUS (que codifica a β-glucoronidase) foram usadas em ensaios histoquímicos e histológicos para investigar a especificidade da expressão determinada pelo promotor em estudo. Os resultados evidenciaram que o promotor investigado dirige a expressão do gene repórter em tecido vascular de folhas e raízes. A expressão em feixes vasculares de folhas e raízes foi confirmada em cortes histológicos. Visando avaliar a resposta deste promotor a baixas concentrações de potássio, duas linhagens da geração T2 foram submetidas à deficiência de potássio, e a expressão relativa do gene repórter GUS foi determinada por PCR em tempo real. Nas linhagens submetidas a estresse de potássio observou-se um aumento da expressão relativa do gene repórter GUS em função da privação do elemento. Em paralelo, um gene selecionado in silico como apresentando expressão em folha de eucalipto teve seu perfil de expressão validado por RT-PCR. A construção de um cassete de expressão contendo o referido promotor fusionado ao gene repórter GUS foi empreendida visando futuras validações funcionais / The identification of tissue-specific promoters is of great value to substitute the ubiquitous promoters generally used in transgenic production. In this context, the present study aimed to functionally characterize the promoter of a Eucalyptus grandis gene encoding a potassium transporter showing root specific expression, and to isolate and functionally characterize the promoter region of an E. grandis gene selected as showing specific expression in leaf. Transgenic tobacco plants (Nicotiniana tabacum SR1) harboring a promoter:GUS fusion were used to investigate the expression specificity of the selected root promoter. The results showed that the investigated promoter drives a reporter gene expression in vascular tissues of leaves and roots. The expression in vascular bundles of leaves and roots was confirmed in histological crosssections. To evaluate the promoter responsiveness to low potassium concentrations, two transgenic lines (T2) were submitted to potassium starvation and the relative expression of the GUS reporter gene was determined by real time PCR. An increase in the relative expression of GUS in response to potassium starvation was observed. In parallel, the expression pattern of a gene showing leaf specific expression in Eucalyptus grandis was validated by RT-PCR. The construction of an expression cassette containing this promoter fused to the GUS reporter gene was performed aiming future functional characterization

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-05-26Bitstream added on 2014-06-13T20:23:16Z : No. of bitstreams: 1 sassaki_ft_dr_botib.pdf: 639781 bytes, checksum: da9c5dfd420cacee439e439116e7d05b (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Os cassetes de expressão empregados atualmente para a produção de plantas geneticamente modificadas são baseados, na sua maioria, em promotores constitutivos que determinam a expressão generalizada do transgene na planta, o que muitas vezes não é necessário nem desejado. A alternativa mais viável para substituição de tais promotores é investir na identificação e caracterização de promotores órgão/tecidoespecíficos ou estímulo-dependentes nas espécies de interesse. O presente projeto teve como objetivos identificar e caracterizar genes com padrão de expressão órgãoespecífico em eucalipto e, a partir dessas informações, isolar e caracterizar as seqüências promotoras adjacentes. Predições in silico no banco de dados do projeto de seqüências expressas do eucalipto (FORESTs), e informações disponíveis na literatura a respeito de genes com padrão de expressão órgão-específico, foram utilizadas na seleção. Assim, 59 genes preditos como possuindo expressão exclusiva em dado órgão foram selecionados para a validação via RT-PCR. Dos candidatos validados, 2 eram de raiz, 1 de folha, 1 de botão floral e 1 de botão floral e fruto, concomitantemente. Três candidatos ubíquos também foram selecionados. Dois desses candidatos tiveram seus perfis de expressão em diferentes órgãos de eucalipto avaliados por PCR quantitativa, indicando que o primeiro é preferencialmente expresso em folhas, e o segundo expresso especificamente em raiz. A partir de estratégias de “genome walking” foram isolados diferentes promotores putativos, sendo que o promotor do candidato com expressão preferencial em folha (1.2 kb) foi selecionado para a caracterização funcional em plantas usando o gene uidA, que codifica a -glucuronidase (GUS), como repórter. Em plântulas transgênicas de tabaco da geração T1, a expressão de GUS foi detectada majoritariamente... / Many plant genetic engineering applications require spatial expression of transgenes, which in turn depends upon the availability of tissue- and organ-specific promoters. In the present work, the identification of genes with organ-specific expression in Eucalyptus grandis was performed aiming the subsequent isolation and characterization of contiguous promoter sequences. Candidates genes were selected by in silico predictions in the Eucalyptus EST project (FORESTs) database or by searching the available literature for genes with specific expression patterns. Fifty-nine genes with predicted organ-specific expression were selected for further RT-PCR validation. Among the validated candidate genes, 2 were root-specific, 1 was leaf-specific, 1 was flower-bud-specific and 1 was flower-bud and fruit specific. Three genes ubiquitously expressed were also selected. The relative expression levels of two of them (one leafspecific and one root-specific) over a broad range of eucalyptus organ/tissues were determined using real time PCR. The 5’ putative regulatory sequences of the validated genes were isolated using genome walking strategies, and the activity of the leafspecific promoter (1.2 kb) was further investigated in transgenic tobacco plants using a GUS reporter system. In transgenic seedlings from the T1 generation, GUS expression driven by this promoter was detected preferentially in cotyledons. In adult plants, however, GUS expression was detected in both stem and root, but in lower intensity if compared to the expression observed in leaves. This promoter was also able to modulate the transient expression of GUS in seedlings of Eucalyptus grandis.

Orientador: Carlos Bruno Reissmann / Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Parana / Área de concentração: Silvicultura / O acúmulo e a ciclagem de nutrientes em florestas plantadas é fundamental para o estabelecimento de práticas de manejo que favoreçam a manutenção da produtividade do sítio florestal. O recrutamento, acúmulo e a liberação de nutrientes depende da idade e do estágio de desenvolvimento das árvores. Conhecer a quantidade de nutrientes e as formas como estes nutrientes cicalm nas árvores e ou solo, possibilita a médio e longo prazo, a previsão de situações críticas no estado nutricional das árvores, estimativas da exportação e reposição de nutrientes ao sítio florestal, permitindo ações que visem correções dos desequilíbrios nutricionais oriundos do manejo inadequado do ecossistema florestal. Atualmente, este monitoramento utiliza a analise foliar, juntamente com a analise de solo em suas diagnoses, no entanto, há uma carência de padrões metodológicos, tanto nas coletas como nas analises das amostras. O sistema empregado é inevitavelmente destrutivo nas árvores de grande porte, inviabilizando o estabelecimento de parcelas permanentes de monitoramento nutricional. Este trabalho teve como objetivo selecionar modelos que permitam a estimativa da biomassa ( volume e peso) e conteúdo de nutrientes nos diferentes compartimentos das árvores de Eucalyptus grandis, com redução dos custos de amostragem e analises. Para atingir estes objetivos, escolheram 45 árvores representantes das classes dominantes (15), codominantes (15) e dominadas(15), em talhões comerciais de E. grandis, aos três, cinco e sete anos, localizados no município de Itatinga, SP. As amostras foram coletadas considerando-se a casca, o alburno, o cerne, as folhas e os galhos e através de analises de regressão, definiu-se modelos significativos a p < 0,01, que estimam os volumes e os pesos dos diferentes compartimentos das árvores, a partir do Diâmetro à Altura do Peito (DAP). Definiu-se também, modelos que estimam os conteúdos dos nutrientes, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio, nas folhas, galhos, casca, alburno e cerne, a partir do conteúdo de nutrientes de um segmento do tronco, possibilitando a recomendação de amostragem não destrutiva. Calculou-se também a exportação desses nutrientes. considerando a árvore individualmente. / The accumulation and cycling of nutrients in planted forest is essential to the establishment of management practices that can lead to the sustainable production of the forest site. The uptake, accumulation and release of nutrients depend on tree age and stage of development. The knowledge of accumulation and cycling of nutrients allow us to predict critical situations on the nutritional status of trees and to estimate the output and replacement of nutrients to the forest site. That makes possible to correct nutritional disorders caused by the use of inadequate management techniques. Currently this monitoring uses foliar and soil analysis for nutritional diagnosis; however there is a lack of methodological standards on sampling and analysis. The usual method is always destructive making it impossible to establish permanent plots for nutritional monitoring. This study aimed at selecting models to estimate the biomass (volume and weight) and the nutrient contents in different parts of Eucalyptus grandis trees, associated with reduction of sampling and analysis. Forty five trees were chosen representing the dominant class (15), codominant (15) and suppressed (15) in commercial plantations of E. grandis at ages of three, five and seven years in the municipality of Itatinga, SP, Brazil. Samples were taken considering bark, sapwood, heartwood, leaves and twigs. Models to estimate volume and weight in the different compartments of the tree were made from the diameter at breast height (DBH) using regression analysis at p< 0,001. Models to estimate contents of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium in the leaves, twigs, bark, sapwood and heartwood from the nutrient contents in a section of the trunk were also defined, thus allowing the recommendation of nondestructive sampling. Nutrients export considering individuals trees, was also quantified. / RESUMO O acúmulo e a ciclagem de nutrientes em florestas plantadas é fundamental para o estabelecimento de práticas de manejo que favoreçam a manutenção da produtividade do sítio florestal. O recrutamento, acúmulo e a liberação de nutrientes depende da idade e do estágio de desenvolvimento das árvores. Conhecer a quantidade de nutrientes e as formas como estes nutrientes cicalm nas árvores e ou solo, possibilita a médio e longo prazo, a previsão de situações críticas no estado nutricional das árvores, estimativas da exportação e reposição de nutrientes ao sítio florestal, permitindo ações que visem correções dos desequilíbrios nutricionais oriundos do manejo inadequado do ecossistema florestal. Atualmente, este monitoramento utiliza a analise foliar, juntamente com a analise de solo em suas diagnoses, no entanto, há uma carência de padrões metodológicos, tanto nas coletas como nas analises das amostras. O sistema empregado é inevitavelmente destrutivo nas árvores de grande porte, inviabilizando o estabelecimento de parcelas permanentes de monitoramento nutricional. Este trabalho teve como objetivo selecionar modelos que permitam a estimativa da biomassa ( volume e peso) e conteúdo de nutrientes nos diferentes compartimentos das árvores de Eucalyptus grandis, com redução dos custos de amostragem e analises. Para atingir estes objetivos, escolheram 45 árvores representantes das classes dominantes (15), codominantes (15) e dominadas(15), em talhões comerciais de E. grandis, aos três, cinco e sete anos, localizados no município de Itatinga, SP. As amostras foram coletadas considerando-se a casca, o alburno, o cerne, as folhas e os galhos e através de analises de regressão, definiuse modelos significativos a p < 0,01, que estimam os volumes e os pesos dos diferentes compartimentos das árvores, a partir do Diâmetro à Altura do Peito (DAP). Definiu-se também, modelos que estimam os conteúdos dos nutrientes, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio, nas folhas, galhos, casca, alburno e cerne, a partir do conteúdo de nutrientes de um segmento do tronco, possibilitando a recomendação de amostragem não destrutiva. Calculou-se também a exportação desses nutrientes, considerando a árvore individualmente. / ABSTRACT The accumulation and cycling of nutrients in planted forest is essential to the establishment of management practices that can lead to the sustainable production of the forest site. The uptake, accumulation and release of nutrients depend on tree age and stage of development. The knowledge of accumulation and cycling of nutrients allow us to predict critical situations on the nutritional status of trees and to estimate the output and replacement of nutrients to the forest site. That makes possible to correct nutritional disorders caused by the use of inadequate management techniques. Currently this monitoring uses foliar and soil analysis for nutritional diagnosis; however there is a lack of methodological standards on sampling and analysis. The usual method is always destructive making it impossible to establish permanent plots for nutritional monitoring. This study aimed at selecting models to estimate the biomass (volume and weight) and the nutrient contents in different parts of Eucalyptus grandis trees, associated with reduction of sampling and analysis. Forty five trees were chosen representing the dominant class (15), codominant (15) and suppressed (15) in commercial plantations of E.grandis at ages of three, five and seven years in the municipality of Itatinga, SP, Brazil. Samples were taken considering bark, sapwood, heartwood, leaves and twigs. Models to estimate volume and weight in the different compartments of the tree were made from the diameter at breast height (DBH) using regression analysis at p<0,001. Models to estimate contents of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium in the leaves, twigs, bark, sapwood and heartwood from the nutrient contents in a section of the trunk were also defined, thus allowing the recommendation of nondestructive sampling. Nutrients export considering individuals trees, was also quantified.