Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-07-03T16:36:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 825133 bytes, checksum: 00394146a38e64e6076fa4ae1f724eda (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-03T16:36:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 825133 bytes, checksum: 00394146a38e64e6076fa4ae1f724eda (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A tolerância à seca em plantas é uma característica complexa, resultado de um conjunto de mecanismos que atuam concomitantemente para evitar ou tolerar períodos de deficit hídrico. Esta pesquisa, teve como objetivo, caracterizar as respostas morfológicas, anatômicas e fisiológicas em folhas e raízes de duas cultivares de soja, EMBRAPA 48 e BRS16. As plantas foram cultivadas em solução nutritiva com adição de polietilenoglicol (PEG6000), para simular o deficit hídrico. Quando as plantas atingiram o estádio vegetativo V2 foram aplicados os seguintes tratamentos: controle (sem adição de PEG), deficit moderado (potencial osmótico de -0,3 MPa) e deficit hídrico severo (potencial osmótico de -0,6 MPa). Após 10 dias de tratamento o experimento foi finalizado, com as plantas no estádio vegetativo V3. Amostras de folhas e raízes foram congeladas para posteriormente serem avaliadas as atividades enzimáticas, peroxidação lipídica e teor de prolina. A amostras de folha, raízes, pecíolo foram fixadas em FAA50 para as avaliações anatômicas. A cultivar E48, apresentou maior redução no diâmetro do caule, concentração de pigmentos fotossintéticos, teor de prolina (raízes e folha), e glutationa. A cultivar BRS16 apresentou maior relação massa seca das raiz/parte aérea. As cultivares não apresentaram alterações na taxa fotossintética e transpiratória após os tratamentos. Para eficiência no uso da água e concentração de carbono interno, houve aumento e redução, respectivamente, para ambas as cultivares. A peroxidação lipídica e a atividade da enzimas CAT, POX, SOD e APX foi maior nas amostras da cultivar E48, principalmente no deficit hídrico severo. A anatomia das folha evidenciou que a E48 apresentou maior densidade estomática, maior diâmetro polar e equatorial dos estômatos no deficit hídrico mas severo. A BRS16 apresentou aumento no parênquima lacunoso, já a E48 apresentou maior redução na espessura o limbo, maior espessura do parênquima paliçádico e epiderme adaxial, menor área dos feixes vascular do pecíolo e menor área de seção transversal do pecíolo. As alterações induzidas pelo deficit hídrico nas folhas e raízes das cultivares, confirmam modificações fisiológicas e morfoanatômica distinta para ambas as cultivares, tanto pra a parte aérea quanto no sistema radicular. / Drought tolerance in plants is a complex feature, resulting from a set of mechanisms that act concomitantly to avoid or tolerate periods of water deficit. This study aimed to characterize the morphological, anatomical and physiological responses in leaves and roots of two soybean cultivars, EMBRAPA 48 and BRS16. The plants were grown in nutrient solution with addition of polyethylene glycol (PEG6000), to simulate the water deficit. When the plants reached the vegetative stage V2, the following treatments were applied: control (without addition of PEG), moderate deficit (osmotic potential of -0.3 MPa) and severe water deficit (osmotic potential of -0.6 MPa). After 10 days of treatment the experiment was finished, with the plants in the vegetative stage V3. Samples of leaves and roots were frozen for later evaluation of enzymatic activities, lipid peroxidation and proline content. The leaf samples, roots, petiole were fixed at FAA50 for anatomical evaluations. The cultivar E48 showed a greater reduction in stem diameter, concentration of photosynthetic pigments, proline content (roots and leaf), and glutathione. The cultivar BRS16 showed higher dry root / shoot mass ratio. The cultivars showed no changes in the photosynthetic and transpiratory rate after the treatments. For efficiency in water use and internal carbon concentration, there was increase and reduction, respectively, for both cultivars. Lipid peroxidation and the activity of the CAT, POX, SOD and APX enzymes were higher in the E48 cultivar, especially in the severe water deficit. Leaf anatomy showed that E48 presented greater stomatal density, greater polar and equatorial diameter of the stomata in the more severe water deficit. BRS16 showed increase in the lacunal parenchyma, whereas E48 presented a greater reduction in limb thickness, greater thickness of the paliçadic parenchyma and adaxial epidermis, smaller area of the vascular bundles of the petiole and smaller cross-sectional area of the petiole. The changes induced by the water deficit in the leaves and roots of the cultivars confirm physiological and morpho- anatomical changes for both cultivars, both for the aerial part and for the root system.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-07-04T12:40:08Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 334749 bytes, checksum: 388e607410cac791dfc21d8a50943e71 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-04T12:40:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 334749 bytes, checksum: 388e607410cac791dfc21d8a50943e71 (MD5) Previous issue date: 1998-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este estudo objetivou analisar os efeitos do alumínio (Al), em nível tóxico, sobre o crescimento de plantas de sorgo, os teores e a exsudação de ácidos orgânicos, e a atividade de enzimas ligadas à síntese e à degradação destes ácidos, em plantas de dois cultivares de sorgo, um sensível (BR007A) e outro tolerante (BR006R) ao Al. Os pesos da matéria seca das duas partes das plantas dos dois cultivares e o comprimento da maior raiz diminuíram com o aumento das concentrações de Al na solução, tendo o cultivar sensível sido mais severamente afetado que o tolerante. Os teores de Al, tanto nas raízes quanto na parte aérea, aumentaram com os aumentos nas concentrações de Al na solução nutritiva e o cultivar sensível acumulou mais Al nas duas partes da planta. O Al acumulou-se principalmente no ápice radicular (0-5 mm). Este segmento da raiz, além de apresentar maior teor de Al que os demais segmentos analisados, no cultivar sensível, apresentou cerca de 25,0% mais Al que o cultivar tolerante. Os teores de P, K, Ca e Mg diminuíram com o aumento das concentrações de Al na solução nutritiva, nas duas partes da planta, mas os cultivares não diferiram entre si, exceto quanto ao teor de Ca na parte aérea. A aplicação de ácido málico resultou em amenização do efeito inibitório do Al sobre o alongamento radicular, mas não houve eliminação completa da toxicidade do Al, mesmo na concentração mais alta. Os teores dos principais ácidos orgânicos, encontrados nas raízes e na parte aérea, aumentaram com a exposição das plantas ao Al. Os dois ácidos orgânicos mais abundantes em sorgo e, provavelmente, os mais importantes do ponto de vista da tolerância ao Al foram os ácidos málico e t-aconítico. Dentre todos os ácidos orgânicos, o ácido málico foi aquele que, na presença de Al, sofreu o maior aumento absoluto no seu teor, sempre mais pronunciado no cultivar tolerante, sugerindo um papel importante deste ácido no mecanismo de tolerância das plantas à toxicidade de Al. O Al promoveu aumento no teor do ácido cítrico transportado na seiva xilemática, principalmente no cultivar tolerante, no qual foi cerca de 26,0% maior que no cultivar sensível. O Al, de modo geral, influenciou a atividade das enzimas estudadas, no sentido de estimular a síntese e, ou, inibir a degradação do ácido málico. Nos casos dos ácidos cítrico e t-aconítico, isto nem sempre aconteceu. No cultivar tolerante, as enzimas de síntese dos ácidos orgânicos mostraram-se mais sensíveis ao estímulo, enquanto as enzimas de degradação foram mais sensíveis ao efeito inibitório do Al tóxico. As enzimas importantes no controle da produção de ácidos orgânicos e determinantes do comportamento diferencial dos cultivares de sorgo frente ao estresse de Al parecem ser a carboxilase do fosfoenolpiruvato e, principalmente, a fumarase. / This work aimed to study effects of aluminum (Al) at a toxic level, on sorghum growth, the contents and exudation of the organic acids as well as the activities of the enzymes related to synthesis and degradation of those acids in sorghum cultivars, one of them being sensible (BR007A) and another tolerant (BR006R). The dry matter weight in both parts of the plants and the longest root length reduced with the Al concentration increases, being the sensible cultivar more severely affected than the tolerant one. The Al contents either in the roots and the aerial part increased with the increasing Al concentrations in the nutritive solution while the sensible cultivar cumulated more Al in both plant parts; Al cumulated mainly at root apex (0-5 mm). Besides presenting a higher Al content than the other segments in the sensible cultivar, the root apex showed about 25% more Al than in the tolerant cultivar. The P, K, Ca and Mg contents diminished with the increase in Al concentrations in both plant parts, although the cultivars did not differ from each other, except for Ca content in the aerial part. Application of the malic acid caused the Al inhibitory effects on the elongation of root to soften, xibut Al toxicity was not completely eliminated even at a higher concentration. The contents of the main organic acids found in the roots and the aerial part increased with plant exposure to Al. The malic and t-aconitic acids showed to be mostly abundant and probably the most important under the tolerance point of view. In Al presence the malic acid suffered the greatest absolute increase always more accentuated in the tolerant cultivar suggesting its important role on plant tolerance mechanism to Al toxicity. Al promoted an increase in the content of the citric acid transported in the xylem sap mainly in the tolerant cultivar which was 26.0% higher than the sensible cultivar. In general the Al influenced the enzyme activities by stimulating the synthesis and, or, inhibiting the malic acid degradation, which did not always occur for the citric and t-aconitic acids. In the tolerant cultivar the enzymes related to the organic acid synthesis showed to be more sensible to stimulus, whereas the ones of degradation were more sensible to the inhibitory effects from toxic Al. Those enzymes which are important in controlling the production of the organic acids and in determining the differential behavior of sorghum cultivars under Al stress appear to be a phosphoenolpyruvate carboxylase and mainly the fumarase.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-08-14T16:28:57Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1205386 bytes, checksum: be5edb791c18d8a1f1e0e5e3522a98bf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-14T16:28:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1205386 bytes, checksum: be5edb791c18d8a1f1e0e5e3522a98bf (MD5) Previous issue date: 2017-03-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O aumento de dióxido de carbono (CO 2) na atmosfera durante as últimas décadas tem despertado crescente interesse na função desse gás no crescimento e desenvolvimento das plantas. Apesar da conhecida associação entre concentração de CO 2 elevada e o crescimento das plantas, seus efeitos na regulação do metabolismo primário coordenado pelas giberelinas (GA) são, ainda, pouco conhecidos. Neste trabalho, procuramos compreender o papel da concentração de CO 2 elevada em plantas de tomate com reduzido nível de GA em diferentes estádios de crescimento. Para isso planta mutante gib-1 e plantas tratadas com o inibidor da biossíntese de GAs, paclobutrazol (PAC) foram submetidas à concentração de CO 2 ambiente (400 μmol CO 2 mol^-1 ar) e elevada (750 μmol CO 2 mol^-1 ar) aos 21 e 35 dias após a germinação. A inibição do crescimento pelo reduzido nível de GA foi revertida quando as plantas foram submetidas à concentração de CO 2 elevada aos 21 dias após a germinação. O estímulo da A e o aumento nos níveis de carboidratos contribuem para o estímulo do crescimento sob concentração de CO 2 elevada mesmo sob deficiência de GAs. A capacidade da concentração de CO 2 elevada em restaurar o crescimento das plantas é um reflexo da flexibilidade metabólica dessas plantas diante de uma situação que estimule o crescimento. Contudo, este estímulo pode estar restrito a uma fase do crescimento/desenvolvimento das plantas, visto que, quando submetidas á concentração de CO 2 elevada aos 35 DAG, plantas controle e com reduzido nível de GAs não alteraram seu crescimento. / The increase of carbon dioxide (CO 2) in the atmosphere during the last decades has aroused interest in the function of this gas in the growth and development of plants. Despite the known association between high CO 2 concentration and plant growth, its effects on the regulation of primary metabolism coordinated by gibberellins (GA) are still poorly understood. In this work, we aimed to understand the role of high concentration of CO 2 in tomato plants with reduced GA content at different stages of growth. For this purpose, gib-1 mutant and plants treated with paclobutrazol (PAC), GA biosynthesis inhibitor, were submitted either to ambient (400 μmol CO2 mol^-1 ar) and to elevated (750 μmol CO2 mol^-1 ar) CO 2 at 21 and 35 days after germination (DAG). Inhibition of growth by the low GA content was reverted by elevated CO 2 concentration at 21 DAG. The stimulation of A and the increase in carbohydrate levels contribute to the growth in elevated CO 2 concentration, even under low GA regime. The ability of the elevated CO 2 concentration to restore the plant growth is a reflection of the metabolic flexibility in face of a situation that stimulates growth. However, the growth stimulation is restricted to a stage of plant growth / development, since plants with low GA content submitted to elevated concentration of CO 2 at 35 DAG did not alter their growth.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-08-23T14:10:57Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1554288 bytes, checksum: 92b63f252bea1ea664382e7aee322330 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-23T14:10:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1554288 bytes, checksum: 92b63f252bea1ea664382e7aee322330 (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O crescimento e o desenvolvimento vegetal são controlados por uma complexa rede metabólica controlada por fatores ambientais, incluindo a disponibilidade de água, nutrientes e luz, e por várias vias de sinalização. Uma das mais importantes vistas de sinalização, conservada em eucariotos, é a kinase Target of Rapamycin (TOR). Várias linhas de evidência demonstram que TOR exerce um papel fundamental no balanço de carbono e nitrogênio, agindo como um regulador essencial do metabolismo central, controlando o crescimento e a produção de biomassa. O amido é a principal forma de armazenamento de carbono e seu conteúdo é correlacionado negativamente com crescimento. Linhas transgênicas com expressão reduzida do gene TOR ou dos componentes do complexo apresentam um claro fenótipo de acúmulo de amido. No entanto, ainda não é elucidado se o acúmulo de amido é devido a um aumento na síntese, decréscimo na degradação ou ambos. Neste trabalho, plântulas de Arabidopsis tratadas com o inibidor químico específico de TOR AZD-8055, que age no sítio de ligação do ATP no domínio quinase de TOR, mostraram um fenótipo de acúmulo de amido logo após 4 horas de tratamento e este acúmulo é devido a um aumento nas taxas de síntese deste polímero. Além disso, plântulas onde TOR estava inibida apresentaram um aumento em torno de 30-40% em seu conteúdo de amido em comparação ao controle. Análise de perfil metabólico em plântulas com inibição de TOR apresentaram mudanças nos níveis de sacarose, frutose, glicose, maltose, manose e fosfato inorgânico. Todos estes metabólitos estão correlacionados direta ou indiretamente com o metabolismo de amido. Uma correlação entre o teor de manose, fosfato inorgânico e aumento de amido foi notável em plantas tratadas com AZD-8055. Análise de expressão gênica de subunidades da AGPase apresentou mudanças significativas nos pontos 18 e 24 horas após o tratamento com o inibidor. Atividade catalítica máxima da AGPase foi determinada nos pontos 2, 4, 6, 10 e 24 horas após a administração de AZD-8055. No entanto, a atividade só foi estatisticamente diferente entre tratamentos nos pontos 4 e 24 horas. Immunoblotting para esta enzima mostrou que após 4 horas de inibição da via TOR, o conteúdo de AGPase em sua forma dimérica tendeu a ser maior em plantas controle. Além disso, o teor total de AGPase e seu conteúdo na forma monomérica foram maiores em plantas tratadas com AZD-8055 após 6 horas de tratamento na luz. Sabendo que várias enzimas relacionadas ao metabolismo do amido são reguladas pelo potencial redox da célula, os níveis de glutationa foram mensurados para verificar o potencial redox celular. Plantas tratadas com AZD-8055 apresentaram mudanças na quantidade total de glutationa, pincipalmente na sua forma reduzida e o potencial redox da célula tendeu a ficar mais reduzido. Em conjunto, estes resultados indicam a participação de TOR no metabolismo do amido, mas o exato mecanismo por trás disso ainda está longe de ser elucidado. / Plant growth and development are maintained by a complex network controlled by environmental factors including the availability of water, light and nutrients and by several signaling pathways. One of the most important signaling pathways, conserved in eukaryotes, is the kinase Target of Rapamycin (TOR). Various lines of evidence point out that TOR plays a fundamental role in carbon and nitrogen balance, acting as an essential regulator on central metabolism by controlling growth and biomass production. Starch is the major form of carbon storage and its content is negatively correlated with growth. Transgenic lines with reduced expression of TOR gene or components of the TOR complex present a clear starch excess phenotype. However, it remained to be elucidated whether the accumulation of starch is due to increased synthesis, impaired degradation or both. In this work, Arabidopsis seedlings treated with the specific ATP-competitive inhibitor of TOR kinase AZD-8055 showed a starch excess phenotype right after 4 hours of treatment and the accumulation of starch was proved to be due to an augmentation in the rate of starch synthesis. Furthermore, TOR- inhibited plants presented an average increase of 20-30% in their starch content at the end of day when compared to control. Metabolite profiling analysis showed that TOR– inhibited plants exhibited broad changes in the levels of sucrose, fructose, glucose, maltose, mannose and orthophosphate, which are associated directly or indirectly with starch metabolism. In addition, a correlation between the amount of mannose, orthophosphate and increased starch content was noticed in AZD-treated plants. Gene expression analysis of AGPase subunits showed significant changes only from 18 and 24h after treatment. Although TOR inhibited plants displayed higher content of the active form of AGPase (monomer), enzymatic activity assays revealed that changes in AGPase activity might occur as secondary effect of TOR inhibition and might be not related to the starch excess phenotype observed 4 hours after AZD-treament. Since several enzymes related to starch metabolism are subject to redox regulation, the levels of glutathione were measured to verify the redox environment of the cells. TOR- inhibited plants showed changes in the pools of glutathione, mainly in its reduced form, and the redox state of the cells tended to be more reduced. Together, these results indicate the participation of TOR signalling on starch metabolism but the mechanistic behind this process need further studies.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-08-22T17:21:48Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 730467 bytes, checksum: e44535c0266d0e38f30c95a7b0afa815 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-22T17:21:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 730467 bytes, checksum: e44535c0266d0e38f30c95a7b0afa815 (MD5) Previous issue date: 2016-04-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho é abordado a importância dos transportadores de adenilatos no metabolismo vegetal sob condições de estresse por meio de análises de expressão in silico e em plantas deficientes no transportador ADNT1 sob condições de hipóxia. A análise de expressão gênica in silico revelou aumento na expressão de dois transportadores principalmente, AAC3 que transporta ATP mitocondrial em troca de ADP citosólico na membrana interna da mitocôndria e ATPNC2 que transporta ATP citosólico em troca de ADP peroxissomal em diferentes situações de estresse (osmótico, UV-B, calor, salinidade, injúria, seca e frio), sendo os únicos transportadores a apresentarem aumento na expressão tanto na parte aérea quanto em raiz. A análise de coexpressão revelou que em condições de estresse o transportador AAC3 é coexpresso com diversos genes envolvidos com a degradação de proteínas e genes de respostas a estresse. Outros dois transportadores que foram coexpressos com um número considerável de genes sob condições de estresse, foram o transportador ATBT1 e o transportador ATPNC1, ambos foram coexpressos com 118 genes cada (r 0.65). Nota-se que o transportador ATBT1 foi coexpresso principalmente com genes envolvidos com a síntese de proteína e genes envolvidos com a regulação transcricional, processamento e degradação de RNA. Do mesmo modo, o transportador ATPNC1, foi co-expresso com genes envolvidos em diferentes processos metabólicos, com destaque para degradação de proteínas e metabolismo de aminoácidos, que podem ser utilizados como substratos alternativos para produção de ATP. Quanto ao ADNT1 observou- se que as plantas deficientes no transportador apresentaram um menor teor de amido ao final do estresse por hipóxia, indicando que o transportador ADNT1 é importante no metabolismo do carbono. Adicionalmente foi observado a importância do transportador ADNT1 em tecidos heterotróficos, verificou-se que este tem participação direta na germinação e crescimento radicular. / This paper discussed the importance of adenylates transporters in plant metabolism under stress conditions through in silico expression analysis and deficient plants in ADNT1 carrier under hypoxic conditions.Gene expression in silico analysis revealed increased expression of two conveyors mainly AAC3 carrying mitochondrial ATP exchange ADP cytosolic the inner membrane of mitochondria and ATPNC2 carrying ATP cytosolic in exchange for ADP peroxisomal in different stress situations (osmotic, UV-B, heat, salinity, injury, drought and cold), and the only carriers to submit increased expression both in the shoot and in the root. The coexpression analysis revealed that under stress conditions the AAC3 carrier is coexpressed with several genes involved in the degradation of proteins and gene responses to stress. Two other carriers that were co-expressed with a considerable number of genes under stress conditions, were the carrier ATBT1 and ATPNC1 carrier, both were co-expressed 118 genes each (r 0.65). Note that if the carrier was coexpressed ATBT1 mainly genes involved in protein synthesis and genes involved in transcriptional regulation, RNA processing and degradation. Similarly, the carrier ATPNC1, was co-expressed with genes involved in various metabolic processes, particularly protein degradation and metabolism of amino acids which can be used as alternative substrates for ATP production. As to ADNT1 it was observed that the plants deficient in the carrier had a lower starch content at the end of the hypoxic stress, indicating that the ADNT1 carrier is important in carbon metabolism. In addition it was observed the importance of ADNT1 carrier in heterotrophic tissues, it has been found that this has a direct interest in germination and root growth. / Não foi localizado o currículo lattes do autor.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-09-05T13:40:57Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1111792 bytes, checksum: cafe8257dd47fa6af56c888b8712c5f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T13:40:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1111792 bytes, checksum: cafe8257dd47fa6af56c888b8712c5f2 (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Desde a introdução das culturas resistentes ao glyphosate, este herbicida tem sido aplicado repetidas vezes por ano numa mesma área e safra. Esta prática contribui para seleção de biótipos de plantas daninhas resistentes. Espécies como Digitaria insularis, que possuem grande capacidade de disseminação, podem infestar grandes áreas num curto período de tempo. Isto gera maior consumo de herbicidas e eleva os custos de produção das culturas. Assim, esta pesquisa consistiu na identificação e caracterização fisiológica de biótipos de D. insularis resistentes ao glyphosate. A eficácia do glyphosate foi avaliada em três biótipos de D. insularis (MT, BA e GO) com indício de resistência (R) e um biótipo suscetível (S) como controle (MG), por meio de ensaios de dose-reposta, assim como as características fisiológicas (taxa fotossintética, consumo de CO 2 , condutância estomática, taxa transpiratória e eficiência do uso da água) usando um analisador de gases infravermelho (IRGA), visando estabelecer padrões que permitissem discriminar a resistência de D. insularis ao glyphosate. Os biótipos de MG e GO foram caraterizados como suscetíveis ao glyphosate. Os biótipos MT e BA apresentaram elevado nível de resistência ao glyphosate com fatores de resistência que oscilaram entre 3,1 a 26,7, e o biótipo GO apresentou potencial para desenvolvê-la. A ordem de susceptibilidade ao glyphosate dos biótipos foi MG < GO < MT < BA. As maiores diferenças nas alterações fisiológicas em plantas de D. insularis foram observadas nas doses de 360 e 720 g ha -1 do glyphosate. Nas doses de 1440 e 2880 g ha -1 , estas foram afetadas de forma semelhante. Concluiu-se que os biótipos de D. insularis de MG e GO são suscetíveis ao glyphosate; enquanto os de MT e BA são resistentes a este herbicida. Além disso, não foi possível estabelecer padrões fisiológicos que permitiram discriminar a resistência de plantas de D. insularis ao glyphosate usando o IRGA. / Since the introduction of glyphosate resistant crops, this herbicide has been applied repetitively per year in the same area and cropping season. This practice contributes to the selection of resistant weed biotypes. Species such as Digitaria insularis, which have great dissemination capacity, can infest large areas in a short period of time, leading to higher consumption of herbicides and high crop production costs. This research consisted in the identification and physiological characterization of glyphosate resistant D. insularis biotypes. The glyphosate efficacy was evaluated in three D. insularis biotypes (MT, BA and GO) with suspect of resistance (R) and one susceptible (S) biotype as control (MG), by means of dose-response assays, as well as their physiological characteristics (photosynthetic rate, gas exchange, stomatal conductance, transpiration rate and water use efficiency) using an infrared gas analyzer (IRGA), aiming to establish physiological patterns that allowed to discriminate the glyphosate resistance of D. insularis. The biotypes from MG and GO were characterized as being susceptible to glyphosate, meanwhile the MT and BA biotypes as being resistant to this herbicide. The two latter biotypes showed a high level of resistance to glyphosate with resistance factors ranging from 3.1 to 26.7, and the GO biotype presented potential to develop it. The glyphosate susceptibility ranking of the D. insularis biotypes was MG < GO < MT < BA. The greatest differences on the physiological alterations of D. insularis were observed at 360 and 720 g ha -1 of glyphosate, meanwhile at 1440 and 2880 g ae ha -1 , these were similarly affected. It was concluded that the D. insularis biotypes MG and GO were susceptible to glyphosate, while the MT and BA biotypes as being resistant this herbicide. In addition, it was not possible to establish physiological patterns that allowed discriminating the resistance to glyphosate of D. insularis using IRGA.

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 Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-03-14T11:54:08Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2772231 bytes, checksum: d1d802242acfa1935590f1e0164e6606 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T11:54:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2772231 bytes, checksum: d1d802242acfa1935590f1e0164e6606 (MD5) Previous issue date: 2013-07-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Várias rotas metabólicas permitem o acúmulo de solutos necessários para o controle da abertura e fechamento estomático. Assim, os movimentos do poro estomático são regulados por alterações no potencial osmótico das células-guarda e essas alterações são alcançadas principalmente pelo transporte de íons (e.g. potássio, malato e cloreto) através de membranas celulares. Apesar do entendimento sobre os fluxos de potássio e cloreto através da membrana plasmática de células-guarda ser amplamente reconhecido, pouco se sabe acerca do papel do metabolismo de ácidos orgânicos (e.g. malato e fumarato) no controle dos movimentos estomáticos. Neste estudo, portanto, investigou-se a função do AtALMT12, um membro da família de transportadores de malato ativados por alumínio (ALMT) localizado na membrana plasmática de células-guarda. Foram utilizadas duas linhas mutantes de Arabidopsis thaliana (almt12-1 e almt12-2) e seus correspondentes tipos selvagens. Plantas almt12 foram caracterizadas por apresentarem prejuízos na cinética de fechamento estomático induzida tanto por escuro como por alta concentração de CO 2 . Aumentos em parâmetros de crescimento (e.g. área foliar e taxa de crescimento relativo) foram observados em plantas almt12 sem alterações na densidade estomática. Maiores taxas fotossintéticas (A N ) com incrementos correspondentes na condutância estomática e mesofílica, assim como na velocidade máxima de carboxilação e na taxa de transporte de elétrons, indicam uma maquinaria fotossintética aparentemente mais ativa em plantas almt12. As diferenças em A N não foram associadas a limitações fotoquímicas nem bioquímicas da fotossíntese, sendo governadas, fundamentalmente por maiores disponibilidades internas de CO 2 . Observou-se, também, uma alta correlação entre a degradação do amido, utilização de malato e fumarato como fonte de C para a respiração, sustentando maiores taxas de crescimento sem, contudo, alterar os níveis de aminoácidos, proteínas e pigmentos fotossintéticos. Sugere-se, portanto, que as alterações no metabolismo do C são, em larga extensão, associadas a aumentos em A N , sem alterar, no entanto, a atividade catalítica máxima de enzimas- chave envolvidas no metabolismo fotossintético e respiratório. Concomitante, estes resultados demonstram que, ao menos sob condições ótimas de crescimento, a regulação ineficiente do fechamento dos estômatos em plantas almt12 está largamente associada à maior capacidade fotossintética dessas plantas promovendo alterações no metabolismo primário, particularmente do C, refletindo em aumentos na taxa de crescimento. / Several pathways allow the accumulation of solutes required for the control of stomatal closure and aperture. The movements of the stomatal pore are regulated by changes in the osmotic potentials of the guard cells and these changes are mainly achieved by ion transport (e.g. potassium, malate and chloride) across cellular membranes. While our knowledge about potassium and chloride fluxes across the plasma membrane of guard cells is advanced, little is known about the role of organic acid metabolism (e.g. malate and fumarate) in controlling stomatal movements. To enlighten this issue we investigated the function of the AtALMT12, a member of the aluminum activated malate transporter family located in the plasma membrane of guard cells. We used two Arabidopsis thaliana mutant lines (almt12-1 and almt12-2), and their corresponding wild type. almt12 mutant plants were characterized by an impaired dark- and CO 2 -induced stomatal closure. Increases in growth parameters such as leaf area and relative growth rate were observed in almt12 plants, despite the absence of changes in stomatal density. Higher photosynthetic rates (A N ) with correspondent increments in stomatal and mesophyll conductance and increases in maximum carboxylation velocity and electron transport rate indicates a photosynthetic apparatus apparently more active in almt12 plants. Nevertheless, differences in A N seem unlikely to have been caused either by photochemical impairments or a direct end-product-mediated feedback down-regulation of photosynthesis. It was also observed a high correlation between starch degradation and the usage of malate and fumarate as C source for respiration which is able to sustain higher growth rates, with no major changes in amino acids, protein and photosynthetic pigments. Overall, changes in C metabolism in these plants were largely associated with increases in the A N , even though the similar maximum catalytic activity of key enzymes involved in photosynthetic and respiratory metabolism. Altogether, these results demonstrated that, at least under optimal growth conditions, inefficient regulation of stomata closure in almt12 plants, was greatly associated to higher photosynthetic capacity which in turn lead to alterations in primary metabolism, particularly C metabolism, reflecting in increases in growth rate.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-04-11T18:35:36Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2269796 bytes, checksum: 359867f02ec52728e20f089208e27d89 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-11T18:35:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2269796 bytes, checksum: 359867f02ec52728e20f089208e27d89 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Um dos fatores que restringem a obtenção de maiores índices de produtividade na cultura da batata está relacionado com o crescimento excessivo dos caules e massa foliar, que é favorecido pelas altas temperaturas do verão, levando a redução da produtividade e menor teor de matéria seca dos tubérculos. Uma prática de manejo que pode ser utilizada para obter equilíbrio entre o crescimento da parte vegetativa e o órgão de reserva das plantas é a utilização de produtos reguladores ou retardantes do crescimento vegetal, os quais atuam inibindo a biossíntese de giberelina. O paclobutrazol e o trinexapac-ethyl são reguladores de crescimento utilizado na agricultura com finalidade de controlar o crescimento vegetativo, visando à redução do porte das plantas. Diante do exposto, o objetivo desse trabalho foi avaliar o crescimento e produção da batata cultivar Markies em função da aplicação dos reguladores de crescimento, paclobutrazol (PBZ) e trinexapac-ethyl (TE), em condições de verão. Foram conduzidos dois experimentos independentes. No primeiro experimento, PBZ a 0,125 e 0,250 L ha -1 e TE a 1,0 e 2,0 L ha -1 foram aplicados na forma de pulverização foliar, aos 35 dias após o plantio. No segundo, PBZ a 0,1; 1,0; 10 e 100 mg L -1 e TE a 1,0; 10; 100 e 1000 mg L -1 foram aplicados nas batatas-semente brotadas antes do plantio. Na aplicação via foliar, os reguladores de crescimento foram eficientes em antecipar o processo de tuberização. As plantas tratadas com PBZ e TE exibiram células epidérmicas maiores e uma única camada de células do mesofilo paliçádico mais alongadas. O tratamento com PBZ nas duas doses foi eficiente em aumentar o índice de clorofila das folhas e reduzir o tamanho das plantas, porém reduziu a massa fresca e seca total dos tubérculos, produção total por planta e a gravidade especifica dos tubérculos. No segundo experimento, o PBZ foi eficiente em reduzir o tamanho das plantas e aumentar o índice de clorofila, flavonoides e balanço de nitrogênio das folhas. As duas doses maiores (10 e 100 mg L -1 ) de PBZ atrasaram a emergência da parte aérea, o início da tuberização das plantas, reduziram o número de tubérculos por planta e o teor de amido dos tubérculos. As folhas exibiram células epidérmicas maiores, células do mesofilo paliçádico mais alongadas e mesófilo esponjoso mais espesso. Nos dois experimentos, o TE não foi eficiente em reduzir o comprimento das plantas, mostrando a sua seletividade somente a determinadas espécies. / One of the factors that restrict the obtaining of higher productivity indices in the potato crop is related to the excessive growth of stems and foliar mass, which is favored by high temperatures, leading to reduced productivity and lower dry matter content of tubers. A management practice that can be used to achieve a balance between the growth of vegetative part and the reserve organ of the plants is the use of plant growth retarding or regulating products, which act to inhibit the biosynthesis of gibberellin. Paclobutrazol and trinexapac-ethyl are growth regulators used in agriculture to control vegetative growth, aiming at reducing the size of plants and stimulating reproductive capacity. In view of the above, the objective of this work was to evaluate the growth, dry matter partition and production of potato cv. Markies as a function of growth regulators, paclobutrazol (PBZ) and trinexapac-ethyl (TE). Two independent experiments were conducted. In the first experiment, PBZ at 0.125 and 0.250 L ha -1 and TE at 1.0 and 2.0 L ha -1 were applied as foliar sprays at 35 days after planting. In the second, PBZ at 0.1; 1.0; 10 and 100 mg L -1 and TE at 1.0; 10; 100 and 1000 mg L -1 were applied to seed potatoes sprouted before planting. In the foliar application, treatments with growth regulators anticipated the tuberization process in potato plants, when compared to the control. PBZ treatment at both doses was efficient in increasing leaf chlorophyll content and reducing plant size, but it reduced the fresh and dry mass of the tubers, total yield per plant and the specific gravity of the tubers. Plants treated with PBZ and TE exhibited larger epidermal cells and a single layer of large and elongated palisade mesophyll cells. Treatments with PBZ were observed a thicker spongy mesophyll tissue. In the second experiment, the PBZ was efficient in reducing plant size and increasing the chlorophyll, flavonoid and nitrogen balance index of the leaves. The two higher doses (10 and 100 mg L -1 ) of PBZ delayed the emergence of aerial part, the beginning of plant tuberization, reduced the number of tubers per plant and the starch content of the tubers. Leaves from PBZ-treated seed potatoes at doses 10 and 100 mg L -1 exhibited larger epidermal cells, more elongated palisade mesophyll cells and thicker spongy mesophyll. In both experiments, the TE was not efficient in reducing the size of the plants, showing their selectivity only to certain species.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-11-30T14:25:39Z No. of bitstreams: 1 texo completo.pdf: 2677049 bytes, checksum: 4119454474e0194b1ec3c3efcf9fa533 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-30T14:25:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texo completo.pdf: 2677049 bytes, checksum: 4119454474e0194b1ec3c3efcf9fa533 (MD5) Previous issue date: 2014-08-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / É comum a suposição de que plantas C4, por sua fotorrespiração desprezível, tenham menor restrição de CO2 quando a transpiração for reduzida pelo fechamento estomático e, consequentemente, maior tolerância à seca. No entanto, esta interpretação foi demonstrada não ser verdadeira e relativamente pouca informação existe sobre a tolerância a deficiência hídrica em plantas C4, em particular, cana-de- açúcar. Aqui analisou-se dois genótipos contrastantes quanto à tolerância à seca, os quais apenas informações empíricas existem, sem dados publicados disponíveis. Embora em pequenos vasos não se observou diferenças entre cultivares, utilizando vasos maiores (30L) e rizotrons longos (1,2 m-38L) demonstramos que a cultivar RB 867515 foi mais tolerante à seca que a cultivar RB 855536, principalmente devido à redução da desidratação foliar e maior massa seca do colmo sob estresse hídrico severo. A tolerância à seca não foi associada com maior massa seca e volume de raízes ou maior relação raiz/parte aérea, mas foi claramente associada com comprimento total e profundidade da raiz sendo que a cultivar tolerante apresentou raízes mais finas e apesar da inferior massa, teve maior área superficial radicular. Este dado é um bom exemplo de como importante para a tolerância à seca é a arquitetura e morfologia das raízes comparada a analise apenas da massa. As trocas gasosas, análise de fluorescência da clorofila a, atividade total de algumas enzimas antioxidantes (SOD, APX e CAT) não contribuíram para tolerância diferencial ao défict hídrico da cultivar RB 867515. Apesar disso, resultados de proteômica diferencial e fosfoproteômica mostraram aumento exclusivo de abundância de 10 de proteínas fotossintéticas sob estresse severo e aumento da fosforilação de 14, sendo 8 exclusivamente na cultivar tolerante. Esta discrepância entre a medição pontual da fotossíntese e a análise sistêmica ilustra a importância desta última abordagem para obter não só uma visão mais integrada das respostas bioquímicas, mas também uma visão mais fiável das respostas de plantas a seca. Estas evidências sugerem que alterações moleculares na fotossíntese podem contribuir para a tolerância à seca em cana devido a sua contribuição parcial para o aumento da biomassa do colmo sob estresse. O maior nível de ABA foliar sob déficit hídrico severo na cultivar tolerante poderia estar envolvido na mudança de profundidade e área superficial radicular, mas não parece contribuir para um comportamento estomático diferencial. Análises do proteoma diferencial e fosfoproteoma das folhas indicam a importância do metabolismo da glutationa na tolerância ao estresse hídrico, embora o genótipo tolerante tenha apresentado maior carbonilação de proteínas e sem diferenças relativas na peroxidação lipídica e extravasamento de eletrólitos. A análise do redoxproteoma não permitiu inferências claras sobre a tolerância à seca sendo que a maior parte de proteínas com carbonilação foram detectadas em genótipos tolerantes. Levando-se em conta o atraso do enrolamento foliar sob estresse e da maior biomassa do colmo, pode-se interpretar que o genótipo tolerante não teve uma queda tão pronunciada no fluxo fotossintético como resultado de uma maior carbonilação, e sugere-se que o aumento na abundância e fosforilação de proteínas envolvidas neste processo seria uma resposta ao aumento da carbonilação observada. A contribuição específica da glicólise na tolerância ao estresse severo também foi visualizada simultaneamente no proteoma diferencial e fosfoproteoma, e o aumento da fosforilação de várias enzimas dessa via não pode ser atribuído ao aumento da abundância relativa das mesmas. Mais uma vez as duas abordagens proteômicas citadas mostroram claras evidências da importância do metabolismo de aminoácidos nas folhas na tolerância à seca, mas a contribuição de diferentes aminoácidos poderem mudar, dependendo do grau de estresse. Essas mudanças na proteômica foram fortemente reforçadas por dados enzimáticos e metabolômicos. Genótipo tolerante apresentou maiores teores de aminoácidos totais sob estresse, e sob estresse severo, níveis mais elevados de cisteína, substrato para biossíntese de glutationa, além de maiores níveis de glicina, serina, lisina, treonina e isoleucina. Estes dados sugerem a importância de vários aminoácidos diferentes para ajuste osmótico, e poderia explicar parcialmente a menor desidratação foliar no genótipo tolerante sob déficit hídrico severo. Outra boa concordância entre os dados de proteômica e metabolômica foi observada para a respiração. Análise funcional do proteoma diferencial e fosfoproteoma claramente indicam o enriquecimento da abundância de enzimas glicolíticas e genes do metabolismo de açúcares no genótipo tolerante. Adicionalmente, os dados de metabolômica indicam níveis mais elevados de glicose, isocitrato, aconitato e malato nesse genótipo, o que sugere que um maior fluxo respiratório suportando o aumento da biossíntese de aminoácidos nas folhas sob estresse possa ser um importante mecanismo de tolerância à seca em cana. Em síntese, este estudo ilustra a natureza poligênica da tolerância à seca, bem como a importância do uso de abordagens sistêmicas para complementar as medidas pontuais, a fim de compreender melhor os mecanismos de resposta das plantas ao déficit hídrico. / Is a quite usual the assumption that C4 plants, because their negligible photorespiration, will have lower CO2 restriction when transpiration will be reduced by stomatal closure and consequently higher drought tolerance. However this interpretation was shown not to be true, and relatively reduced information exist about C4 drought tolerance, in particular, with sugarcane. Here we analyzed two contrasting genotypes regarding drought tolerance, from which only empirical information exist, without any published data available. Although with small pots we were unable to show differences between cultivars, using large pots (30L) and long rizotrons (1,2 m), we have demonstrated that the cultivar RB 867515 was more drought tolerant that cultivar RB 855536, mainly due to reduced leaf dehydration and higher culm dry mass under severe water stress. Drought tolerance was not associated with higher root dry mass and root volume or higher root/shoot ratio, but was clearly associated with individual root length, root deepness, and the tolerant cultivar have thinner roots, and despite lower root mass, have higher root surface area. This data is a good picture how more important for drought tolerance is root architecture and morphology than root mass. Gas exchange, chlorophyll a fluorescence analysis and total activity of some antioxidative enzymes (SOD, APX and CAT) do not contribute for the differential drought tolerance of cultivar RB 867515. Despite that, differential proteomics and phosphoproteomics shows an exclusive increase of abundance of 10 photosynthesis proteins under severe stress, and increase in phosphorylation of 14 of then, 8 exclusively in the tolerant. This discrepancy between single time point measurement of photosynthesis and systemic analysis illustrate the importance of this last approach to get not only a more integrated picture of biochemical responses, but also a more reliable time picture of the whole drought plant responses. These evidences suggest that molecular changes in photosynthesis could contribute to drought tolerance in sugarcane, due its partial contribution to the increased culm biomass under stress. The higher leaf ABA under severe water deficit of tolerant cultivar could be involved in the change of root deep and root surface area, but do not seems to contribute to a differential stomatal behavior. Differential proteomics and phosphoproteomics analysis of leafs indicate the importance of glutathione metabolism in water deficit tolerance, although the tolerant genotype has higher protein carbonilation and no relative differences in lipid peroxidation and electrolyte leakiness. The redox proteomics analyses do not allow clear inferences about drought tolerances, and the greater part of proteins with carbonilation were detected in tolerant genotypes. Taking in account the delay of leaf rolling under stress and the high culm biomass, we could interpret that tolerant genotype do not have a so pronounced decrease in photosynthetic flux, which could result in higher carbonilation, and could suggest that increase in protein abundance and phosphorylation of proteins involved in this process as an response to the increased oxidative carbonilation observed. The specific contribution of glycolysis in tolerance to severe stress was also simultaneously sustained by differential proteomics and fosfoproteomics, and increase in phosphorilation of several enzymes of this pathway could not be attributed to the abundance increase of them. Again both proteomic approaches cited have gave clear evidences of the importance of amino acid metabolism in leaves for drought tolerance, but the contribution of different amino acids could change depending of the stress degree. These changes in proteomics are strongly reinforced by enzymatic and metabolomics data. Tolerant genotype have higher total amino acids under stress, and under severe stress, higher levels of cysteine, substrate for glutathione biosynthesis, besides higher increases in glycine, serine, lysine, threonine and isoleucine. This data clear suggest the importance of several different amino acids to osmotic adjustment, and could partially explain the lower leaf dehydration of tolerant genotype under severe water deficit. Other good agreement between proteomic and metabolomics data is observed for respiration. Topological analysis of differential proteomics and phosphoproteomics clear indicates the enrichment of the abundance of glycolytic enzymes and sugar metabolism genes in the tolerant genotype. Additionally, metabolomics data indicates the higher levels of glucose, isocitrate, aconitate and malate in this genotype, which strongly suggest that an higher increase in respiration flux to support increased amino acid biosynthesis in leaves under stress could be an important mechanism for drought tolerance in sugarcane. This study offers a good picture to illustrate the polygenic nature of drought tolerance, and the importance of the use of systemic approaches to complement single time point measurements, in order to better understand the mechanism of plant responses to water deficit.