Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-06-02T18:12:55Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 312721 bytes, checksum: c8f75e6d4e55a5ed94d6b6aa0cf6bfcb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T18:12:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 312721 bytes, checksum: c8f75e6d4e55a5ed94d6b6aa0cf6bfcb (MD5) Previous issue date: 2017-03-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dentre os fatores abióticos o déficit hídrico (DH) pode ser considerado um dos mais limitantes à produtividade das plantas, o DH aciona mecanismos de defesa na tentativa de combater potenciais danos causados pela escassez hídrica, como, o hormônio vegetal auxina, que atua na sinalização celular, no controle da expansão e no crescimento. Neste estudo, objetivou avaliar a ação de dois compostos indólicos: auxina (Aux) e triptofol (Tol), aplicados antecipadamente ao estresse hídrico moderado, como promotores de tolerância em plantas de soja. Foram analisadas as trocas gasosas, enzimas antioxidantes, proteína total solúvel, extravasamento de eletrólitos, pigmentos, botões florais, massa seca, conteúdo mineral e nodulação radicular. Verificou-se que a 60% CC as plantas apresentaram diminuição significativa do teor de clorofila a, b, total, carotenoides, de assimilação de CO2, do número e massa seca de vagens e no número de botões florais e aumentaram o dano nas membranas. Podendo concluir que, por se tratar de um genótipo altamente produtivo em condições ideais de cultivo, notou-se que o déficit hídrico foi prejudicial às plantas. O tratamento com Aux demonstrou melhor resultado para análise de botões florais, enquanto que em condição de estresse estes apresentaram redução. Para nodulação a Aux demonstrou-se superior em relação ao uso de Tol. Embora, sua aplicação antevendo o déficit hídrico não seja um mecanismo adequado de proteção. / Among the abiotic factors, water deficit (DH) can be considered one of the most limiting to plant productivity, DH activates defense mechanisms in an attempt to combat potential damages caused by water scarcity, such as the vegetable hormone auxin, which acts on signaling Cellular, in control of expansion and growth. The objective of this study was to evaluate the action of two auxolic compounds: auxin (Aux) and tryptofol (Tol), applied in advance to moderate water stress, as tolerance promoters in soybean plants. Gaseous exchanges, antioxidant enzymes, total soluble protein, electrolyte extravasation, pigments, flower buds, dry matter, mineral content and root nodulation were analyzed. It was verified that at 60% FC plants showed a significant decrease in the content of chlorophyll a, b, total, carotenoids, CO2 assimilation, number and dry mass of pods and in the number of flower buds and increased membrane damage. It can be concluded that, because it is a highly productive genotype under ideal growing conditions, it was noticed that the water deficit was detrimental to the plants. The treatment with Aux showed a better result for analysis of floral buds, while in stress condition these presented reduction. For nodulation, Aux was superior in relation to the use of Tol. Although its application in anticipation of the water deficit is not an adequate protection mechanism.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-04-20T17:13:28Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1076430 bytes, checksum: 1d4abd96b1af6d4c560d445c6b0dfda2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-20T17:13:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1076430 bytes, checksum: 1d4abd96b1af6d4c560d445c6b0dfda2 (MD5) Previous issue date: 2017-09-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Uma nova abordagem agrícola que vem ganhando destaque global para indução de tolerância aos estresses abióticos em vegetais refere-se à aplicação exógena de compostos reguladores do crescimento e desenvolvimento vegetal, os chamados biorreguladores. Objetivou-se avaliar o potencial uso de dois biorreguladores associados a três níveis de água no solo, como ativadores dos mecanismos de defesa em plantas de feijoeiro e atenuadores dos efeitos do estresse hídrico. Análises foram feitas na casa de vegetação e no Laboratório de Fisiologia e Metabolismo da Produção Vegetal (LAFIMEPRO) da Universidade Federal de Viçosa, Campus Rio Paranaíba, no município de Rio Paranaíba. Análises de trocas gasosas: taxa de fotossíntese, condutância estomática; enzimas do metabolismo antioxidante, teor de proteína total solúvel, pigmentos fotossintetizantes, conteúdo relativo de água nas folhas e parâmetros biométricos foram avaliadas nesse experimento. Plantas submetidas à 60% de capacidade de campo (CC) apresentaram redução significativa em todos os pigmentos fotossintéticos analisados. A taxa fotossintética e a condutância estomática foram significativamente menores em plantas submetidas a 60% da capacidade de campo. O uso de BR e AS levaram as plantas em bom status hídrico a incrementarem as atividades das enzimas catalase (CAT) e ascorbato peroxidase (APX), apesar de não apresentarem diferença significativa. Plantas submetidas à baixos níveis de água no solo, sem aplicação dos biorreguladores, expressaram maior atividade da CAT e APX. O AS e o BR, são alternativas para a indução da tolerância ao estresse hídrico em plantas de feijoeiro, pois eles têm o efeito de aumentar a concentração de enzimas que combatem este tipo de estresse. / A recent and global approach which has been gaining prominence to induce tolerance to abiotic stress in plants refers to the application of plant growth regulators, the bioregulators. The objective of this study was to evaluate the potential use of two bioregulators associated to three irrigation levels, as activators of the defense mechanisms in common bean plants and attenuators of the effects of water stress. Analysis were made in the green house and in the Laboratório de Fisiologia e Metabolismo da Produção Vegetal (LAFIMEPRO) of the Universidade Federal de Viçosa, Campus Rio Paranaíba, in the city of Rio Paranaíba. Analyzes of photosynthesis, stomatal conductance, antioxidant enzymes, total soluble protein, photosynthetic pigments, relative water content in leaves, were evaluated. Plants submitted to 60% of field capacity (CC) presented a significant reduction in all photosynthetic pigments analyzed. The photosynthetic rate and stomatal conductance were significantly lower in plants under conditions of 60% field capacity. The use of BR and AS led plants under 100% of field capacity to increase the activities of the catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) enzymes. Plants subjected to low levels of water, without application of bioregulators, expressed higher of CAT and APX activity. AS and BR are alternatives for the induction of water stress tolerance in common bean plants, since they have the effect of increasing the concentration of enzymes that combat this type of stress.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-10-04T19:09:34Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2892597 bytes, checksum: 8a1f653ae5c6df168d240073c7a77f67 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-04T19:09:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2892597 bytes, checksum: 8a1f653ae5c6df168d240073c7a77f67 (MD5) Previous issue date: 2017-08-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A soja é a principal planta leguminosa cultivada no mundo. A elevada demanda pela soja se justifica na importância do seu grão para a alimentação humana e animal. Entretanto, o seu rendimento pode ser afetado pelos estresses abióticos, sendo a seca o fator ambiental mais impactante na sua produtividade. Assim, o objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar linhagens de soja contrastantes para a resistência à seca, mediante avaliações fisiológicas, bioquímicas e moleculares. Quatro genótipos de soja foram utilizados nos experimentos: cultivar Embrapa 48 (E48), referencial de tolerância ao déficit hídrico e 3 linhagens provenientes do Programa de Melhoramento da Soja da Universidade Federal de Viçosa, previamente caracterizadas como sensível (11644) e tolerantes (11377 e 13241) ao déficit hídrico. As plantas foram avaliadas em três condições: 1) plena irrigação (controle), 2) déficit hídrico (DH) após suspensão da irrigação do solo até atingir potencial hídrico foliar na antemanhã de -1,5 MPa, e 3) reidratação por 3 dias (RH), posterior ao déficit hídrico. Os genótipos 11644, 11377 e E48 alcançaram o potencial hídrico de -1,5 MPa após 8 dias de suspensão da irrigação, contra 10 dias na linhagem 13241. Menor área foliar constitutiva e maior incremento na concentração de ácido abscísico (ABA) foliar permitiram a linhagem 13241 exibir a menor redução no Teor Relativo de Água (TRA), após o déficit hídrico. De maneira inversa, a linhagem 11644 apresentou as maiores reduções no TRA e suculência foliar. O processo fotossintético foi igualmente inibido pelo déficit hídrico em todos os genótipos. Porém, o cultivar tolerante E48 exibiu maior incremento na eficiência no uso da água (EUA). O acúmulo de osmolitos foi mais expressivo nas linhagens 11377 e 13241. Nas análises dos componentes antioxidativos, a linhagem 11644 obteve maiores incrementos na concentração de espécies reativas de oxigênio (ROS), maior nível de peroxidação de lipídios e menor atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e dismutase do superóxido (SOD). Adicionalmente nessa linhagem, a glutationa teve limitada atuação contra o estresse oxidativo induzido pelo déficit hídrico. Na linhagem 13241, maiores incrementos na atividade da CAT, SOD, peroxidase do ascorbato (APX) e peroxidase da glutationa (GPX) indicam a participação efetiva dessas enzimas antioxidantes na defesa contra o estresse. No cultivar E48, metabólitos antioxidantes, como a glutationa e ascorbato, demonstraram papel mais importante. A partir desses resultados, pôde-se corroborar que dentre as linhagens, a 11644 foi a mais sensível ao déficit hídrico, enquanto a 13241 foi a mais tolerante. Por essa razão, a linhagem 11377 foi excluída das análises de perfil metabólico e expressão gênica. A avaliação do perfil metabólico demonstrou que a resposta dos genótipos ao déficit hídrico foi direcionada para o ajustamento osmótico, pelo aumento dos aminoácidos, carboidratos e poliaminas. Contudo, não foi possível por meio do perfil metabólico discernir níveis de tolerância ao déficit hídrico entre os genótipos. A análise da expressão gênica via PCR real time foi realizada somente com as linhagens 11644 e 13241. Os resultados não apresentaram diferenças significativas para a maioria dos genes avaliados, mas foi possível identificar um padrão evidente de resposta ao se observar as médias dos resultados. Genes diretamente envolvidos com: mecanismos de resistência à seca, biossíntese do ABA, defesas antioxidantes e fatores de transcrição responsivos a estresses, apresentaram aumento na expressão na linhagem 13241. Em conclusão, a linhagem 13241 apresenta maior tolerância ao déficit hídrico em comparação a 11377, e ainda, se equipara na maioria das respostas com aquelas apresentadas pelo cultivar E48. Por outro lado, os resultados evidenciam que a linhagem 11644 se mostra sensível ao déficit hídrico. Conclui-se também que a reidratação das plantas por 72 horas propiciou a recuperação da maioria dos parâmetros fisiológicos e bioquímicos para os mesmos níveis do tratamento controle. Todos esses resultados são importantes para a identificação e caracterização de mecanismos de tolerância de plantas cultivadas, que posteriormente poderão ser utilizados em Programas de Melhoramento da Qualidade da Soja, visando à geração de genótipos mais resistentes à seca. / Soybean is the main oilseed crop grown in the world. The high demand for soybeans is justified by the importance of their grain in human and animal nutrition. However, its yield can be affected by the abiotic stresses, being the drought the most impacting environmental factor in its productivity. However, its yield can be affected by the abiotic stresses, being the drought the most impacting environmental factor in its productivity. Therefore, the goal of this work was to identify and characterize contrasting soybean lines for drought resistance, through physiological, biochemical and molecular evaluations. Four soybean genotypes were used in the experiments: cultivar Embrapa 48 (E48), reference for tolerance to water deficit and 3 lines from the Programa de Melhoramento da Soja da Universidade Federal de Viçosa, one previously characterized as sensitive (11644) and two tolerant (11377 and 13241) to the water deficit. Plants were evaluated under three conditions: 1) full irrigation (control), 2) water deficit (DH) after suspension of soil irrigation until reaching leaf water potential in the morning of -1.5 MPa, and 3) Rehydration for 3 days (RH), after the water deficit. The genotypes 11644, 11377 and E48 reached the water potential of -1.5 MPa after 8 days of irrigation suspension, versus 10 days in the line 13241. Lower constitutive leaf area and greater increase in abscissic acid (ABA) foliar concentration allowed the line 13241 exhibits the lowest reduction in Relative Water Content (TRA), after water deficit. Conversely, the line 11644 presented the greatest reductions in TRA and foliar succulence. The photosynthetic process was similarly inhibited by water deficit in all genotypes, through intense diffusive restriction. However E48 tolerant genotype exhibited a greater increase in water use efficiency (WUE). The accumulation of osmolytes was more expressive in lines 11377 and 13241. In the analysis of the antioxidative components line 11644 showed higher increases in the concentration of reactive oxygen species (ROS), higher level of lipid peroxidation and lower activity of the antioxidant enzymes catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD). Additionally, glutathione had limited action against the oxidative stress induced by the water déficit in line11644. In line 13241, greater increases in the activity of CAT, SOD, ascorbate peroxidase (APX) and glutathione peroxidase (GPX) indicate the effective participation of antioxidative enzymes in defense against stress. In E48 antioxidant metabolites, such as glutathione and ascorbate have been shown to play a more important role. From these results it was possible to corroborate that 11644 is the most sensitive line to the water deficit, whereas the 13241 is the most tolerant. Therefore, line11377 was excluded from metabolic profile and gene expression analyzes. Metabolic adjustment demonstrated that plants responses to the water deficit was directed to the osmotic adjustment by the increase of amino acids, carbohydrates and polyamines. However, it was not possible through the metabolic profile to discern levels of tolerance to water deficit among genotypes. Gene expression analysis via real time PCR was performed only with the lines 11644 and 13241. The results did not showed significant differences for most evaluated genes, but it was possible to identify an obvious response pattern when observing the results. Genes directly involved in drought resistance mechanisms, such as ABA biosynthesis, antioxidant defenses and stress-responsive transcription factors, apparently have most strongly induced expression in line 13241. In conclusion, line 13241 is more tolerant to water deficit than 11377, and most of its responses match those of tolerant reference genotype E48. Line 11644 is a soybean genotype sensitive to water deficit. It was also concluded that the plants rehydration for 72 hours provided the recovery of physiological and biochemical parameters for the same levels of control treatment. All these results are important for the identification and characterization of tolerance mechanisms of cultivated plants, which can later be used in Soybean Quality Improvement Programs, aiming at the generation of more drought resistant genotypes.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-10-19T17:45:23Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1077992 bytes, checksum: c84334f5472a81e044de595dd8d0a4bf (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-19T17:45:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1077992 bytes, checksum: c84334f5472a81e044de595dd8d0a4bf (MD5) Previous issue date: 2018-07-06 / Atualmente, o cultivo de soja no Brasil ocorre em mais da metade de toda sua área agrícola. Por ser um país de grande extensão territorial, existe uma proeminente diversidade de condições de solo, clima e fotoperíodo em que a soja é cultivada. Essa diversidade ambiental demanda a necessidade de uma grande diversidade genética da espécie, para que, o desenvolvimento da soja seja satisfatório nas diferentes condições à que esta possa estar submetida. O arranjo espacial equidistante de plantas proporciona uma mesma distância entre plantas vizinhas, situadas a qualquer direção e, por isso, possibilita que estas tenham uma maior eficiência no uso dos recursos fundamentais ao seu desenvolvimento (água, luz, CO 2 e nutrientes). Apesar de todo avanço observado nos últimos anos, em relação ao potencial genético dos cultivares, bem como do maquinário agrícola, o principal modelo de cultivo da soja, ainda baseia-se no plantio por linhas, espaçadas a uma distância de 45 a 50 cm, e plantas espaçadas entre 5 a 10 cm na linha de cultivo. O objetivo deste trabalho foi verificar o comportamento de genótipos de soja, com características morfológicas distintas, cultivados em arranjo espacial equidistante (AEE), em comparação ao modelo tradicional de cultivo, baseado no plantio por fileiras simples, com 50 cm de distância entre si, quando submetidos a duas condições ambientais e tecnológicas: uma com alto nível tecnológico (irrigação, altos níveis de fertilidade, com adubação acima do recomendado, época de plantio favorável) e outra, dentro de um ambiente compatível a realidade dos agricultores do Cerrado brasileiro, considerando assim, um nível médio de tecnologia. Para tanto, foram instalados dois experimentos no município de Patos de Minas – MG no ano agrícola de 2017/2018, um para cada ambiente tecnológico, sendo que cada um deles era constituído de 2 genótipos de soja e 6 arranjos espaciais, perfazendo um esquema fatorial de 2x6. Foram avaliados características relacionadas a morfologia e fisiologia da planta, bem como os componentes de rendimento. As variáveis analisadas foram: índice de área foliar, altura de plantas, índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI), teor de pigmentos nas folhas (clorofilas a, b, total e carotenoides), altura da primeira vagem, notas de acamamento, número de grãos por vagem, número de vagens por planta, número de grãos por planta, peso de mil sementes e rendimento por planta. / Currently the cultivation of soybeans in Brazil occurs in more than half of the entire agricultural area. The country has a great territorial extension, with diversified characteristics of: soil, climate and photoperiod, where soybeans are grown. These extremes environmental conditions require the existence of a genetic diversification of the specie, so that the soybean development is satisfactory, under the different conditions to which it may be submitted. The equidistant spatial arrangement of plants provides the same distance between neighboring plants, sowing in any direction and, therefore, allows them to have a greater efficiency in the use of the essential resources for their development (water, light, CO 2 and nutrients). In spite of all the progress observed in recent years in relation to the genetic potential of cultivars as well as agricultural machinery used, persists as the main model of soybean cultivation the planting spaced 45 to 50 cm between rows, and plants spaced 5 and 10 cm in the row. The aim of this research was to verify the behavior of soybean genotypes with different morphological characteristics, cultivated in an equidistant spatial arrangement (ESA), in comparison to the traditional model of cultivation, based on simple row planting at 50 cm, when subjected to two environmental and technological conditions: one with a high technological level (irrigation, high fertility levels, fertilization above recommended for crop, season more favorable for planting) and another, which represents the majority of the farmers of the Brazilian Cerrado, thus considering a medium level of technology. For this purpose, two experiments were installed in the city of Patos de Minas - MG, in 2017/2018 season, one for each technological environment, each of which consisted of two soybean genotypes and six spatial arrangements, making up a factorial scheme of 2x6. Characteristics related to plant morphology and physiology, as well as yield components were evaluated. The variables analyzed were: leaf area index, plant height, normalized difference index vegetation (NDVI), Leaf pigments content, height of first pod, lodging notes, number of grains per pod, number of pods per plant, number of grains per plant, weight of one thousand seeds and yield per plant. / Lattes não encontrado.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 890349 bytes, checksum: 3a3c4b6898edfb8ec6ee997137629c1e (MD5) Previous issue date: 2009-03-20 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Plants acquired strategies I and II for iron absorption. Strategy I occurs in terrestrial plants and includes the reduction of iron in the ferric form (Fe+3) to ferrous form (Fe+2). Strategy II of iron absorption is present in grasses and is characterized by the release of phytosiderophores to the environment that chelate ferric iron. The grain filling process in cereals involves the transfer of assimilates directly from the xylem to the grain and also remobilization of assimilates from vegetative organs through the phloem. The aim of this work was to study the pattern of accumulated nutrients in seeds of rice genotypes cultivated in two regions of Brazil and to study the pattern and correlations among the nutrients accumulated in the grain. Moreover, it was verified the occurrence of transcripts homologous to rice (Oryza sativa) gene families known to be related to iron homeostasis in ESTs databases of Sorghum bicolor, Zea mays, Triticum aestivum and Saccharum officinalis and in a database containing only maize (Z. mays) endosperm ESTs. These analyses pointed to gene families that are functionally expressed in these species and specifically during the formation of the maize grain. For the analysis of accumulation of nutrients in the grain it was used ICP-MS and the data were subjected to statistical analysis: ANOVA, Pearson correlation and path analysis. The Pearson correlation results of accumulated nutrients in the grain do not demonstrated the direct and indirect effects of nutrients accumulated. On the other hand, the path analysis of these same data revealed a direct correlation of Fe with P, S and Ca in the experiment conducted in MG and direct correlation of Fe with P in the experiment conducted in the RS. The data of correlation between iron content in flag leaves and panicle of rice in different stages of development showed positive correlation. Moreover, the levels of Fe accumulated in the grain of the genotypes grown in MG were higher compared to those grown in RS. To verify the occurrence of homology, the amino acid sequences related to the rice transcripts were obtained from NCBI and KOME databases. The sequences of ESTs from other grass species were obtained from TIGR-Plant transcripts assemblies program and the maize endosperm database was obtained from NCBI. The genes were aligned using the program BLAST2 with TBLASTN tool with e-value of 1e-10 and minimal identity of 40%. It was found counterparts of the gene families studied in all species evaluated. The NAS gene family, related to phytosiderophores synthesis showed high conservation (about 70%) among Poaceae family members studied, except wheat and maize endosperm. The OsFER1 gene showed high conservation (80%) among all members of Poaceae. This suggests the importance of these gene families in the transport and accumulation of iron among the Poaceae species. It was found representatives from each one of the families IRT1, YSL and ZIP in maize endosperm which suggests that these genes may be functionally expressed during the formation of maize grain. / As plantas adquiriram estratégias I e II de absorção do ferro. A estratégia I ocorre em plantas terrestres e inclui a redução do ferro da forma férrica (Fe+3) para a forma ferrosa (Fe+2). A estratégia II de absorção de ferro está presente nas gramíneas e é caracterizada pela liberação de fitosiderósforos no ambiente que se complexam ao íon férrico. O processo de enchimento do grão em cereais envolve a transferência de assimilados diretamente do xilema para o grão e também a remobilização de assimilados de órgãos vegetativos, através do floema. O objetivo do presente trabalho foi estudar o padrão de nutrientes acumulados nas sementes de genótipos de arroz cultivados em duas regiões do Brasil e estudar o padrão e as correlações entre os nutrientes acumulados no grão. Além disso, foi verificada a ocorrência de transcritos homólogos a famílias gênicas de arroz (Oryza sativa) conhecidamente relacionadas com homeostase de ferro em bancos de ESTs de Sorghum bicolor, Zea mays, Triticum aestivum e Saccharum officinalis e em um banco contendo apenas ESTs de endosperma de milho (Z. mays). Estas análises permitiram prever quais famílias gênicas são funcionalmente expressas nestas espécies e especificamente durante a formação do grão de milho. Para as analises de acúmulo de nutrientes no grão foi utilizado o ICP-MS e os dados foram submetidos às analises estatísticas: ANOVA, correlação de Pearson e análise de trilha. Os resultados de correlação de Pearson dos nutrientes acumulados no grão não evidenciaram os efeitos diretos e indiretos dos nutrientes acumulados. Por outro lado a análise de trilha destes mesmos resultados demonstrou efeitos de correlação direta do Fe com P, S e Ca no experimento realizado em MG e correlação direta do Fe com P no experimento realizado no RS. Os dados de correlação entre teor de ferro acumulado nas folhas bandeiras de arroz e nas panículas nos diferentes estádios de desenvolvimento tiveram correlação positiva. Além disso, os teores de Fe acumulado no grão dos genótipos cultivados em MG foram superiores comparados aos cultivados no RS. Para verificar a ocorrência de homologia, as seqüências de aminoácidos referentes aos transcritos em arroz foram obtidas a partir do banco de dados NCBI e KOME. As seqüências de ESTs de banco de dados das espécies de gramíneas foram obtidas a partir do programa TIGRPlant transcripts assemblies e do banco de endosperma de milho foi obtido do NCBI. Os genes foram alinhados utilizando o programa BLAST2 com a ferramenta TBLASTN com e-value de 1e-10 e identidade mínima de 40%. Foram encontrados homólogos das famílias gênicas estudadas em todas as espécies avaliadas. A família gênica NAS, relacionada com a síntese de fitosideróforos, possui alta conservação (cerca 70%) entre os genes da família Poaceae estudada, com exceção do trigo e endosperma de milho. O gene OsFER1 apresentou alta conservação (cerca de 80%) entre todos os genes de Poaceae. Isto indica a importância dessas famílias gênicas no transporte e acúmulo de ferro entre as espécies de Poaceae. Foram encontradas representantes de cada uma das famílias IRT1, YSL e ZIP no endosperma de milho o que sugere que esses genes possam ser funcionalmente expressos durante a formação de grãos em milho.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-04-03T17:06:06Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2556158 bytes, checksum: 27b067863ed5da400bb343a3468852f4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-03T17:06:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2556158 bytes, checksum: 27b067863ed5da400bb343a3468852f4 (MD5) Previous issue date: 2005-04-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Meloidogyne incognita é um nematóide endoparasita sedentário que induz a formação de galhas nas raízes das plantas suscetíveis. Em tomateiros com o gene Mi-1, as células próximas ao estilete dos juvenis de segundo estágio exibem reação de hipersensibilidade (HR) a partir de oito a doze horas após a inoculação. Esse trabalho objetivou identificar e caracterizar parcialmente genes envolvidos nas vias de transdução de sinais e nas respostas de defesa do tomateiro a Meloidogyne incógnita mediadas pelo gene Mi-1 utilizando a técnica de hibridização subtrativa seguida de amplificação por PCR (suppressive subtractive hybridization, SSH). A partir dos cultivares quase isogênicas de tomateiros Moneymaker (suscetível) e Motelle (resistente) inoculados com M. incognita foram construídas duas bibliotecas subtrativas enriquecidas para genes diferencialmente expressos na interação incompatível (MoI 24h e MoI 72h) e uma biblioteca para a interação compatível (MMI 24h). Foram seqüenciados 81 clones da biblioteca MoI 72h, 26 da MMI 24h e 620 da MoI 24h. As análises subseqüentes se concentraram nesta última porque as outras duas apresentaram elevada redundância ou muitos ESTs (Expressed Sequence Tags) com similaridade a genes não caracterizados. Na análise de expressão por macroarranjo, 126 (41%) entre os 307 clones não redundantes de cDNAs apresentaram expressão diferencial. A análise de Northern blot não apresentou sensibilidade suficiente para evidenciar diferenças nos níveis de expressão. Vinte e um genes foram submetidos à análise de expressão por PCR quantitativa e, entre estes, oito apresentaram indução duas horas após a inoculação. A classificação dos ESTs em categorias funcionais em potencial mostrou que 31% deles têm relação com resposta de resistência, resposta a patógenos, proteção à célula, sinalização celular ou a estresse abiótico. Os ESTs classificados como não caracterizados corresponderam a 26%. Entre os ESTs com similaridade a genes induzidos nessa interação relatados previamente, estão inibidores de proteases, quitinase, aquaporina, fenilalanina amônia liase, Ki1 e peroxidase. Entre os ESTs relacionados com defesa relatados em outros patossistemas estão os similares a genes que codificam para MAPK4, defensinas, proteínas de transferência de lipídios, PR10 e proteína 14-3-3. Os genes semelhantes a MtN19, D13F MYB ST1 e cinase dependente de cálcio parecem apresentar mais de uma cópia no genoma e os genes semelhantes a Myb1, gene relacionado à resposta de resistência, gene envolvido com a resistência sistêmica adquirida, Ki1 e a defensina parecem estar presentes em cópia única no genoma. Os transcritos dos genes correspondentes aos clones SSH08D08 (MtN19), SSH09A10 (peroxidase 10), SSH10H09 (semelhante a Ki1) e SSH09D04 (defensina) possuem cerca de 2,5 kb, 1,2 kb, 1,8 kb e 0,5 kb, respectivamente. A presença de muitos genes relacionados com defesa e a ausência de genes do patógeno na biblioteca demonstra que a subtração foi eficiente para enriquecer para genes diferencialmente expressos. A grande quantidade de genes identificados e parcialmente caracterizados fornece subsídios para o estudo funcional visando caracterizar as vias de respostas de defesa mediadas pelo gene Mi-1. / In the compatible interaction between tomato and root-knot nematode Meloidogyne incognita, galls are formed on the roots. The tomato gene Mi-1 confers resistance to M. incognita accompanied by a hypersensitive response. To elucidate the mechanisms underlying these interactions, three cDNA libraries enriched for transcripts differentially expressed in susceptible (MMI 24h) and in resistant (MoI 24h and MoI 72h) plants, respectively, were generated by suppressive subtractive hybridization (SSH). Twenty-six ESTs were generated from MMI 24h, 81 from MoI 72h and 620 from MoI 24h library. The library MoI 24 was further characterized because the first two were highly redundant or had many ESTs similar to unknown genes. The cDNA macroarray analysis of 307 nonredundant clones revealed that 126 (41%) corresponded to differentially expressed transcripts. Northern blot analysis did not show enough sensitivity to detect differential expression. Quantitative PCR was performed to investigate the expression patterns of 21 selected genes. Transcript accumulation occurred for eight out of the 21 genes two hours after M. incognita challenge in resistant plants. Classification of the ESTs into several putative functional categories showed that 31% of these ESTs represented genes involved in resistance response, pathogen and stress response, cell protection or signaling. Twenty-six percent of ESTs corresponded to genes with unknown functions. Among ESTs similar to genes known to be involved in plant- nematode interactions were trypsin-alpha amylase inhibitor, chitinase, aquaporin, phenylalanine ammonia-lyase, Ki1 and peroxidase. Among ESTs similar to genes reported in other pathosystems were MAPK4, defensins, lipid transfer proteins, PR10 and 14-3-3 proteins. The genes similar to MtN19, to D13F MYB ST1 and to calcium-dependent protein kinase 3 apparently are present in more than one copy in the tomato genome and the genes similar to Myb1, to disease resistance response protein, to systemic acquired resistance- related protein, to Ki1 and to plant defensin apparently have only one copy. The transcripts corresponding to SSH08D08 (MtN19), SSH09A10 (peroxidase 10), SSH10H09 (similar to Ki1) and SSH09D04 (plant defensin) clones have approximately 2,5 kb, 1,2 kb, 1,8 kb and 0,5 kb, respectively. The presence of various defense related genes and the absence of pathogen genes in the libraries give evidence of successfully subtraction for genes differentially expressed. The identification and partial characterization of these cDNAs will assist functional analysis aimed to elucidate the pathways activated by the Mi-1 gene.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-04-28T14:37:35Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 399247 bytes, checksum: 2bb5a04ca9827bc635208a00b51d1fe0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-28T14:37:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 399247 bytes, checksum: 2bb5a04ca9827bc635208a00b51d1fe0 (MD5) Previous issue date: 2014-12-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da aplicação do ácido naftaleno acético (ANA) e do inibidor de transporte de auxina ácido 2,3,5-triiodobenzóico (TIBA) na diferenciação e funcionalidade dos vasos do xilema, expressão de genes que codificam para proteínas de transporte de Ca no tonaplasto, atividade da pectinametilesterase (PME) e a ocorrência de “bitter pit” (BP), bem como sua influência sobre os atributos físico-químicos em maçãs ‘Braeburn’. Macieiras ‘Braeburn’ foram pulverizadas com duas concentrações de ANA (10 e 20 mg L-1) e TIBA (10 e 20 mg L-1) e como tratamento controle, água destilada. As aplicações foram realizadas semanalmente, durante o período de 50 a 106 dias após a plena floração (DAPF). Os frutos foram colhidos semanalmente, durante o período de 60 a 106 DAPF, e a cada 15 dias dos 107 aos 164 DAPF (até a colheita comercial), e avaliados quanto a funcionalidade do xilema e composição mineral. Os frutos colhidos aos 164 DAPF foram avaliados quanto à permeabilidade de membrana, nível de expressão de genes que codificam para bombas eletrogênicas e transportadores de Ca e atividade da PME. Seis repetições de 100 frutos foram armazenadas em atmosfera do ar a 1 °C e UR 90-95%, por dois meses, e avaliados quanto a coloração da epiderme, respiração, produção de etileno, pH, firmeza de polpa, sólidos solúveis, acidez titulável, Ca solúvel total e incidência e severidade de BP. A aplicação de ANA 20 mg L-1 proporcionou maior funcionalidade do xilema nos sistemas cortical primário e secundário das regiões proximal e distal dos frutos, quando comparado ao das plantas tratadas com TIBA 20 mg L-1. As concentrações de Ca total, aos 60, 89 e 164 DAPF, e de Ca solúvel total aos 164 DAPF, na polpa da região distal dos frutos, foram maiores no tratamento com ANA (10 e 20 mg L-1), comparadas com os demais tratamentos. Frutos tratados com ANA (10 e 20 mg L-1) tiveram redução de ~50% na atividade da PME, na polpa da região distal dos frutos, em relação ao tratamento com TIBA (10 e 20 mg L-1). Os tratamentos com TIBA (10 e 20 mg L-1) aumentaram a expressão de CAX2 e H+-PPase em comparação aos tratamentos com ANA (10 e 20 mg L-1). Após dois meses de armazenamento, os frutos tratados com ANA (10 e 20 mg L-1) apresentaram menores taxas respiratórias e de produção de etileno e exibiram menor coloração vermelha da epiderme no lado mais exposto a radiação solar na planta, em relação aos frutos tratados com TIBA. Plantas tratadas com ANA 20 mg L-1 apresentaram frutos com maiores valores de acidez titulável e sólidos solúveis do que nos demais tratamentos. Os frutos submetidos a aplicação de auxina, mantiveram níveis mais elevados de Ca solúvel total após o armazenamento, o que contribui para a manutenção da integridade da membrana plásmatica e redução na incidência e severidade de BP. De acordo com os resultados obtidos as auxinas contribuem para a redução da ocorrência de BP e para a manutenção da qualidade dos frutos em maçãs 'Braeburn'. / The aim of this study was to evaluate the effect of naphataleneacetic acid (NAA) and auxin inhibitor transport 2,3,5-triidobenzoic acid (TIBA) on xylem vessel differentiation and function , expression of genes encoding calcium (Ca) transport proteins into the vacuole, pectin methylesterase activity (PME) and bitter pit (BP) incidence, as well as, the influence on physical-chemical attributes in Braeburn apples.‘Braeburn’ trees were sprayed with two concentrations of NAA (10 and 20 mg L -1) and TIBA (10 and 20 mg L-1). The control treatment was sprayed with distilled water. The applications were carried out weekly from 50-106 days after full bloom (DAFB). The fruit were harvested weekly from 60-106 DAFB and each 15 days from 107-164 DAFB (comercial harvest) and were evaluated for xylem functionality and mineral composition. Fruits harvested at 164 DAFB were evaluated for membrane permeability, expression of genes encoding Ca pumps and carriers and PME activity. Six replications of 100 fruits were stored in a cold room at 1°C and RH 90-95% for two months. The fruit were evaluated for skin color, respiration, ethylene production, pH, firmness, total soluble solid, titratable acidity, total soluble Ca, BP incidence and severity. The use of 20 mg L-1 NAA increased the functionality of the xylem of proximal and distal regions as compared to 20 mg L -1 TIBA-treated fruit. Ca content at 60, 89 and 164 DAFB and the total soluble Ca at 164 DAFB in the distal flesh of the fruit, were higher in fruit treated with NAA (10 and 20 mg L-1) than in TIBA-treated fruits and water (control). NAA-treated fruit had 50% lower PME activity in the distal flesh of the fruits, compared to TIBA treatment (10 and 20 mg L-1). The TIBA-treated fruits (10 and 20 mg L-1) showed higher CAX2 and H+- PPase expression than the NAA treatment (10 and 20 mg L -1). After two months of storage, the NAA-treated fruit had lower respiratorion and ethylene production and showed lower red coloration of the sun exposed skin compared to TIBA-treated fruit. Plants treated with ANA 20 mg L-1 showed fruit with higher total soluble solids and titratable acidity. Fruit subjected to application of auxin maintained higher levels of soluble Ca after storage, which contributed to the main to membrane integrity, and reduced BP incidence and severity. According our results auxin reduces BP incidence and maintains 'Braeburn' fruit quality after harvest.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-05-31T09:26:57Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1453980 bytes, checksum: a906f0c2ee1673a4173cbe5af072a89a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-31T09:26:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1453980 bytes, checksum: a906f0c2ee1673a4173cbe5af072a89a (MD5) Previous issue date: 2013-07-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A escaldadura, causada pelo fungo Microdochium oryzae, é uma das principais doenças do arroz (Oryza sativa) no Brasil. Considerando que até o momento, informações sobre a interação arroz-M. oryzae são escassas, buscou-se, neste trabalho investigar a fotossíntese, o metabolismo antioxidativo e as respostas de defesa de plantas de arroz da cultivar Primavera, supridas ou não com silício (Si) durante o processo infeccioso de M. oryzae. No primeiro estudo, uma abordagem a fim de avaliar a diversidade de eventos que ocorrem próximo à área infectada numa mesma folha durante a infecção por M. oryzae foi realizada, a fim de contribuir para um maior entendimento na dinâmica fotossintética durante a interação planta- hospedeiro. Para esta finalidade, foi realizada a avaliação de parâmetros e imagens de fluorescência da clorofila a em diferentes áreas próximas a lesão, associando-as, às trocas gasosas e a avaliação dos pigmentos fotossintéticos em plantas de arroz inoculadas ou não inoculadas com M. oryzae. Em plantas não inoculadas com M. oryzae os valores da fotossíntese (A), da condutância estomática (gs) e da taxa transpiratória (E) foram maiores em relação às plantas inoculadas, evidenciando o efeito negativo causado pelo fungo nas trocas gasosas, principalmente em A. A utilização da energia para os processos fotossintéticos e a capacidade de dissipação do excesso de energia na maquinaria fotossintética demonstrados pelos parâmetros de fluorescência de imagem da clorofila a foi comprometida durante a infecção, reduzindo o rendimento fotoquímico e induzindo a inibição do aparato fotossintético nas áreas lesionadas, evidenciando que a infecção tinha efeito local sobre A. Houve diminuição das áreas verdes na superfície do tecido foliar, ocasionado pela expansão das lesões e aumento de tecido necrótico. As concentrações de pigmentos fotossintéticos diminuíram significativamente com o progresso da escaldadura o que limitou a absorção da radiação fotossinteticamente ativa. No segundo estudo, buscou-se investigar a atividade das enzimas antioxidativas ascorbato peroxidase (APX), peroxidase (POX), catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa redutase (GR), os danos causados à membrana celular através da concentração de aldeído malônico (MDA), as concentrações de peróxido de hidrogênio (H2O2) e de pigmentos fotossintéticos, bem como trocas gasosas em folhas de plantas de arroz durante o processo infeccioso de M. oryzae. O progresso da doença promoveu redução da A, gs e E. Houve também incrementos na concentração interna de CO2 e redução na concentração de pigmentos fotossintéticos ocasionados pela expansão das lesões, comprometendo a absorção da radiação fotossinteticamente ativa e limitando a fotossíntese. As atividades das enzimas envolvidas no sistema antioxidativo nas plantas de arroz infectadas por M. oryzae aumentaram na tentativa de impedir o acúmulo de H2O2, principalmente APX, POX e GR, não sendo, entretanto, eficientes na remoção do excesso de H2O2, resultando em dano oxidativo. As concentrações de MDA nas plantas inoculadas mantiveram-se elevadas no final do processo infeccioso, como resultado da peroxidação lipídica. No terceiro estudo, buscou-se, investigar o efeito do Si sobre as trocas gasosas, a eficiência fotoquímica do fotossistema II e a concentração de pigmentos fotossintéticos em plantas de arroz infectadas por M. oryzae. Para esta finalidade plantas de arroz da cultivar Primavera foram cultivadas em solução nutritiva contendo 0 ou 2 mmol L-1 de Si e não inoculadas ou inoculadas com M. oryzae. A infecção por M. oryzae reduziu o rendimento fotossintético, o qual esteve associado com a menor concentração de pigmentos fotossintéticos nas folhas. Na presença de Si, a atividade fotossintética e a eficiência de utilização da energia luminosa e sua conversão em energia química foram potencializados, conforme demonstrado pelos parâmetros de fluorescência de imagem da clorofila a, independente da inoculação com M. oryzae, confirmando assim, que o Si é um elemento importante no rendimento fotossintético em plantas de arroz infectadas por M. oryzae. No quarto estudo, buscou-se, investigar o papel do Si na resistência de plantas de arroz infectadas por M. oryzae. Para esta finalidade, plantas de arroz da cultivar Primavera foram cultivadas em solução nutritiva contendo 0 ou 2 mmol L-1 de Si e inoculadas com M. oryzae. A concentração foliar de Si aumentou nas plantas supridas com esse elemento em relação às plantas não supridas o que contribui para reduzir a expansão das lesões. A extensão dos danos celulares em resposta a infecção por M. oryzae foi reduzida nas plantas supridas com Si, evidenciado pelos menores valores da concentração de MDA. Maiores concentrações de compostos fenólicos solúveis totais (CFST) e de derivados da lignina-ácido tioglicólico (DLATG) nos tecidos foliares das plantas supridas com Si, contribuíram para a resistência à escaldadura. Maiores atividades das enzimas peroxidases (POX), polifenoloxidases (PFO), fenilalanina amônia-liases (FAL) e lipoxigenases (LOX), mas não de quitinases (QUI) e β-1,3-glucanases (GLU), nos tecidos foliares das plantas de arroz supridas com Si foram importantes para a resistência à escaldadura. Em conclusão, os resultados do presente estudo evidenciam que o Si pode aumentar a resistência à escaldadura em plantas de arroz, melhorando o rendimento fotossintético e potencializando mecanismos bioquímicos de defesa ao invés de agir apenas como uma barreira física na tentativa de conter a penetração de M. oryzae. / The scald caused by the fungus Microdochium oryzae is a major disease of rice (Oryza sativa) in Brazil. Whereas until now, information on the interaction rice-M. oryzae are scarce, we sought in this paper to investigate photosynthesis, metabolism antioxidative and defense responses of rice plants of cultivar Primavera, or not supplied with silicon (Si) during the infection process of M. oryzae. In the first study, an approach to assess the diversity of events that occur near the infected area on one sheet when the infection with M. oryzae was carried out in order to contribute to a greater understanding of the dynamics during photosynthetic plant-host. For this purpose, we analyzed the fluorescence parameters and images of chlorophyll a in different areas around the injury, associating them, gas exchange and evaluation of photosynthetic pigments in rice plants inoculated or not with M. oryzae. Not in plants inoculated with M. oryzae values of photosynthesis (A), stomatal conductance (gs) and transpiration rate (E) were higher than those inoculated plants, indicating the negative effect caused by the fungus in gas exchange, especially in A. The use of energy for photosynthetic processes and dissipation of excess energy in the photosynthetic machinery demonstrated by fluorescence parameters and images of chlorophyll a was compromised during the infection, reducing the yield and photochemical induced inhibition of the photosynthetic apparatus in the injured areas, showing that the infection had local effect on A. There was decrease in the surface areas of the green leaf tissue, caused by the expansion of lesions and necrotic tissue augmentation. The photosynthetic pigments decreased significantly with the progress of scalding which limited the absorption of photosynthetically active radiation. In the second study, we sought to investigate the activity of antioxidant enzymes ascorbate peroxidase (APX), peroxidase (POX), catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione reductase (GR), damage to the cell membrane through concentration malondialdehyde (MDA), the concentrations of hydrogen peroxide (H2O2) and photosynthetic pigments as well as gas exchange in leaves of rice plants during the infectious process of M. oryzae. The progress of the disease promoted reduction of the A, gs and E. There were also increases in internal CO2 concentration and reduction in the concentration of photosynthetic pigments caused by the expansion of lesions affecting the absorption of photosynthetically active radiation and limiting photosynthesis. The activities of enzymes involved in the antioxidant system in rice plants infected by M. oryzae increased in an attempt to prevent accumulation of H2O2, especially APX, POX and GR is not, however, efficient removal of excess H2O2, resulting in oxidative damage. The concentration of MDA in the inoculated plants remained high at the end of the infection as a result of lipid peroxidation. In the third study, we sought to investigate the effect of Si on gas exchange, photochemical efficiency of photosystem II and the concentration of photosynthetic pigments in rice plants infected by M. oryzae. For this purpose the rice plants Primavera were grown in nutrient solution containing 0 or 2 mmol L-1 of Si and not inoculated or inoculated with M. oryzae. Infection with M. oryzae reduced the photosynthetic yield, which was associated with the lowest concentration of photosynthetic pigments in leaves. In the presence of Si, photosynthetic activity and efficiency of utilization of light energy and its conversion into chemical energy were potentiated, as demonstrated by f fluorescence parameters and images of chlorophyll a, regardless of inoculation with M. oryzae, thus confirming that Si is an important element in quantum yield in rice plants infected by M. oryzae. In the fourth study, we sought to investigate the role of Si in resistance of rice plants infected by M. oryzae. For this purpose, the rice plants Primavera were grown in nutrient solution containing 0 or 2 mmol L-1 of Si and inoculated with M. oryzae. The Si concentration increased in the leaf of plants supplied with this element in relation to unmet plants which contributes to reduce the spread of lesions. The extent of cellular damage in response to infection with M. oryzae was reduced in plants supplied with Si, evidenced by lower values of MDA concentration. Higher concentrations of total soluble phenolics (TSP) and derivatives of lignin-thioglycolic acid (DLATG) in the leaves of plants supplied with Si, contributed to resistance to scald. Major activities of the enzymes peroxidase (POX), polyphenol oxidases (PPO), phenylalanine ammonia-lyase (PAL) and lipoxygenase (LOX) but not chitinase (CHI) and β-1, 3- glucanases (GLU) in leaf tissues of rice plants were supplied with Si important for resistance to leaf scald. In conclusion, the results of this study indicate that the Si can increase resistance to scald in rice plants, improving performance and enhancing photosynthetic biochemical defense mechanisms rather than merely acting as a physical barrier in an attempt to contain the penetration of M . oryzae.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-08-18T13:12:26Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3202297 bytes, checksum: ff58b805bac6e6441873e70ad76878b4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T13:12:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3202297 bytes, checksum: ff58b805bac6e6441873e70ad76878b4 (MD5) Previous issue date: 2015-07-16 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD + ) e seu derivado NADP + são compostos essenciais em todos os organismos vivos e que estão envolvidos em transações energéticas, na sinalização celular e em diversas reações na forma de coenzimas. Alterações no catabolismo ou no anabolismo do NAD + podem modificar não apenas a sua concentração, mas também o poder redutor celular, impactando aspectos importantes do crescimento e desenvolvimento. Uma vez que as etapas finais da biossíntese de NAD + ocorrem no citosol, o mesmo precisa ultrapassar membranas biológicas para exercer suas funções dentro de organelas celulares. Neste trabalho, avaliou-se em Arabidopsis thaliana o papel dos transportadores cloroplastídico e mitocondrial de NAD + , denominados AtNDT1 e AtNDT2, respectivamente. Para tal, foram utilizadas linhagens mutantes obtidas por inserção do T-DNA e foram geradas plantas transgênicas contendo uma construção antisenso para os transportadores NDT1 e NDT2, sob o controle do promotor 35S, das quais, três linhagens com reduzida expressão de cada transportador foram selecionadas. Estas plantas foram caracterizadas extensivamente a nível fisiológico e bioquímico. Verificou-se que plantas com expressão reduzida de NDT1 apresentam maior número de folhas e área foliar específica em relação às plantas não transformadas (WT). Observaram-se também maiores taxas de fotossíntese por unidade de massa e, consequentemente, maior acúmulo de sacarose e amido em comparação com o WT. Entretanto, estas plantas apresentaram menor viabilidade do grão de pólen, redução no comprimento das síliquas e sementes abortadas. Já em plantas com reduzida expressão do transportador NDT2 descobriu-se que apesar de possuírem menor número de folhas, a área foliar aumentou. A fotossíntese nestas plantas diminuiu consideravelmente em decorrência de uma menor densidade estomática e condutância estomática. Concomitantemente, plantas com reduzida expressão de NDT2 apresentaram menor acúmulo de amido. A germinação das sementes e formação de plântulas foram menores e mais lentas em comparação com o WT. Além disso, houve aumento na concentração relativa de alguns ácidos graxos durante o estabelecimento das plântulas. Diante dos resultados obtidos, sugere-se que os transportadores de NAD + estão envolvidos na determinação do número de folhas e área foliar, na fotossíntese, na condutância estomática e nas concentrações de amido. Além disso, tecidos heterotróficos também são fortemente influenciados, especialmente aqueles envolvidos em processos reprodutivos. Para compreender a função deste transportador é necessário analisar não apenas a concentração celular dos nucleotídeos de pirimidina, mas também como alterações no status redox celular afetam o metabolismo vegetal. Assim, os dados obtidos neste trabalho sugerem que alterações no estado redox em cloroplastos e mitocôndrias causadas pela diminuição da expressão de NDT1 ou NDT2 afetam processos em outras organelas que não aquela em que ocorre a redução da expressão. Estes resultados abrem possibilidades para aplicações biotecnológicas, uma vez que a regulação da biossíntese e transporte de cofatores pode ser usada como uma ferramenta para estratégias de aumento da assimilação de carbono em plantas. Para tal, é necessário, no entanto compreender mais o papel destes transportadores em outros tecidos vegetais e condições adversas bem como o papel de enzimas chave que atuam no processo. / Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD + ) and nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP + ) are indispensable redox-active components of all living organisms. These nucleotides play essential roles in signaling and in many reactions as they act as co-enzymes. NAD catabolism or anabolism changes impact not only the concentration of these coenzymes but also the cellular poise, modifying plant growth and development. Since the final steps of NAD + biosynthesis occurs in cytosol, this nucleotide needs to be imported by organelles to play its functions inside cellular organelles. This work analyzed the function of a plastid and a mitochondrial Arabidopsis thaliana NAD + transporter, named as AtNDT1 e AtNDT2 respectively. We have isolated T-DNA insertion mutants and three antisense lines, controlled by the 35S promoter, for NDT1 and NDT2. Plants with reduced expression of NDT1 and NDT2 were individually selected and characterized at physiological and biochemical level. It was verified that NDT1 low expression lines displayed higher leaf number and specific leaf area compared to wild type plants (WT). Interestingly, higher photosynthesis per mass unit and sucrose and starch concentration was observed. On the other hand, NDT1 low expression lines show less pollen viability and reduced silique length and increased the number of aborted seeds. The low expression NDT2 lines displayed reduced number of leaves and increased leaf area. Despite these phenotypes, the net photosynthetic rate decreased considerably due to lower stomatal conductance, possible as a consequence of lower stomatal density. Concomitantly, these plants showed lower starch accumulation during the day. The germination and seedling growth rate were reduced as compared to WT. Furthermore, the oil relative concentration increased during seedling establishment. Based on these results, we conclude that NAD + transporters have important function in determining leaf number, area, stomatal conductance, photosynthetic rate and starch accumulation. Moreover, heterotrophic tissues are strongly affected by the reduction in the expression of these transporters, especially those tissues involved in reproductive process. For a better understanding of the role played by these transporters, it is necessary to analyze not only nucleotide cellular concentration but also the redox poise in different cell compartments. Thus, the results presented in this thesis suggest that lower expression of NAD transporters alters redox poise in different organelles affecting important physiological processes. These results open possibilities for biotechnology application, once the regulation of biosynthesis and transport of cofactors might be used as a tool for increasing carbon assimilation in plants. Nonetheless, it is necessary understanding the role of these transporters in other plant tissues and plant cultivated under stress conditions involved in these processes.

SOUZA, N. C. S. Fotossíntese de proteção oxidativa em mudas de cajueiro expostas a uma atmosfera enriquecida com CO2 sob estresse salino. 2012. 84 f. Dissertação, (Mestrado em Agronomia/Solos e Nutrição de Plantas) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-09-17T18:54:53Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_ncssouza.pdf: 1467043 bytes, checksum: 13fae21408f32e869b1c0ee81aa94ddb (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-09-24T14:31:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_ncssouza.pdf: 1467043 bytes, checksum: 13fae21408f32e869b1c0ee81aa94ddb (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-24T14:31:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_ncssouza.pdf: 1467043 bytes, checksum: 13fae21408f32e869b1c0ee81aa94ddb (MD5) Previous issue date: 2012 / The reduction of photosynthetic activity in plants under salt stress occurs due to the restriction of the influx of CO2 in the leaf mesophyll, caused in part by stomatal closure. Under these conditions, the reduction of the photosynthesis can lead to oxidative damage, which are assigned, mainly, the excessive production of hydrogen peroxide due to increased activity photorespiratory. Thus, the increase of CO2 pressure in the external environment may favor the influx in the mesophyll, favoring photosynthesis and attenuating the oxidative damage under salinity. In this sense, the present study was to evaluate the photosynthetic efficiency and oxidative damage in cashew plants grown under salinity when exposed to normal and elevated CO2. To this end, young seedlings (30 days after planting) were cultured in the absence (control) or presence of NaCl (100 mM NaCl) for eight days, in a greenhouse, and then were exposed to atmospheric pressure of CO2 (380 ppm) and elevated (760 ppm) in a growth chamber under controlled conditions, for seven days. The results show that cultivation at high pressures of CO2, in a short period, induced the initiation of a process of acclimation of cashew seedlings. This initial acclimation is associated with reduced rates of carbon assimilation and high carbohydrate contents. During cultivation saline, CO2 ambient, the seedlings showed typical responses to salt stress, with higher levels of TBARS, H2O2, higher Na + / K +, APX activity and induction of antioxidant non-enzymatic mechanism, as proline and anthocyanin. Whereas the culture in high CO2, reflected in conflicting responses, mainly related to oxidative changes. Seedlings subjected to a combination of salinity and high pressures of CO2 stimulated lipid peroxidation, non-photochemical dissipation (NPQ), the accumulation of amino acids, flavonoids and anthocyanins, higher cultivation in saline CO2 environment. On the other hand, have reduced the content of H2O2 and variables associated with photorespiration, as GO activity and content of glyoxylate. These results suggest that high pressures of CO2 induced damage additives to salinity, reflecting a complex interaction that was shown during an initial period of acclimation. In addition, the cashew to be a model native and contrasting, more studies are needed, especially be evaluating behavior over time, in a longer period. / A redução da atividade fotossintética em plantas sob estresse salino ocorre devido à restrição do influxo de CO2 no mesofilo foliar, causada em parte pelo fechamento estomático. Nessas condições, a redução da fotossíntese pode levar a danos oxidativos, os quais são atribuídos, principalmente, a produção excessiva de peróxido de hidrogênio devido o aumento da atividade fotorrespiratória. O aumento da pressão de CO2 no meio externo pode favorecer seu influxo no mesofilo, favorecendo a fotossíntese e atenuando os danos oxidativos sob salinidade. Neste sentido, na presente pesquisa foi avaliada a eficiência fotossintética e danos oxidativos em plantas de cajueiro cultivadas sob salinidade quando expostas a condições normais e elevadas de CO2. Para tanto, plântulas jovens (30 dias pós-plantio) foram cultivadas na ausência (controle) ou presença de salinidade (NaCl 100 mM), por oito dias, em casa de vegetação, e em seguida foram expostas a pressões de CO2 atmosférica (380 ppm) e elevada (760 ppm), em câmara de crescimento sob condições controladas, durante 7 dias. Os resultados demonstram que o cultivo em altas pressões de CO2, em um curto período, induziu a iniciação de um processo de aclimatação em plântulas de cajueiro. Essa aclimatação inicial está associada a reduzidas taxas de assimilação do carbono e elevados conteúdos de carboidratos. Durante o cultivo salino, em CO2 ambiente, as mudas apresentaram respostas típicas a plantas estressadas, com maiores níveis de TBARS, H2O2, superior relação Na+/K+, atividade da APX e, indução do mecanismo antioxidativo não enzimático, com maiores acúmulos de prolina e antocianinas. Enquanto que o cultivo em alto CO2 refletiu em respostas conflitantes, principalmente, quanto às alterações oxidativas. As plântulas submetidas à combinação da salinidade e de altas pressões de CO2 estimularam a peroxidação lipídica, a dissipação não- fotoquímica (NPQ), o acúmulo de aminoácidos, flavonóides e antocianinas, superiores ao cultivo salino em CO2 ambiente. Por outro lado o conteúdo de H2O2 e, variáveis relacionadas a fotorrespiração, como a atividade da GO e o conteúdo de glioxilato reduziram. Esses resultados sugerem que altas pressões de CO2 induziram danos aditivos à salinidade, reflexo de uma interação que se mostrou complexa, durante um período inicial de aclimatação. Adicionalmente, pelo cajueiro ser um modelo nativo e contrastante, mais estudos serão necessários, principalmente avaliando seu comportamento ao longo do tempo, em um período mais extenso.