Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The increasing demand for biofuels has provided significant increases in the areas of sugar cane in Brazil and in recent decades,and long periods of drought have limited the production of this species. This study aimed to evaluate the performance of cultivars RB 85-5536 and RB 93-509 of cane sugar on water restriction during the first stages of development. Experiment was carried out in the greenhouse of the Department of Agronomic Engineering at UFS in randomized blocks in factorial2 x 4, two cultivars (RB 85-5536 and RB 93-509) and four levels of water in the soil based on predefined at field capacity (100% Cc, 80% Cc, 60% Cc and 40% Cc), with four replications, each replicate consisting of a plant. Were evaluated the initial fluorescence emission (F0), maximum fluorescence (Fm), the quantum yield of photosystem (Fv/Fm) and fluorescence transient OJIP, indices of photosynthetic pigments and proline contents determined in leaves determined +1. The measurements of emission of fluorescence were performed during the period of seven days every two days, from 10 to 12 am, with the aid of fluorometer (OS-30P) and clips fixed on the central portion of the leaf, the contents of pigments were determined in the same period with the aidofaportable chlorophyllmeter (Clorofilog CFL 1030) whereas the proline content in the end of the experiment. The fluorescence emission levels and rates of photosynthetic pigments decreased with the increase of water restriction in both cultivars. The cultivar RB 93-509 has accumulated higher proline contentat the level of stress 60% of Cc. With the increase of stress severe by water restriction occurs a reduction in total levels of chlorophyll fluorescence and photosynthetic pigment contents from the seventh day of stress in both varieties of sugar cane. The cultivar RB 93-509 presents greater sensitivity to water stress than the cultivar RB 85-5536. / A crescente demanda por biocombustíveis tem proporcionado aumentos significativos das áreas de cana-de-açúcar no Brasil e nas últimas décadas os períodos prolongados de seca têm limitado a produção dessa espécie. Esse trabalho teve por objetivo avaliar o comportamento das cultivares RB 85-5536 e RB 93-509 de cana-deaçúcar quanto à restrição hídrica visando à seleção precoce. O experimento foi conduzido em casa de vegetação do Departamento de Engenharia Agronômica da UFS em delineamento experimental de blocos ao acaso em esquema fatorial 2 x 4, duas cultivares (RB 85- 5536 e RB 93-509) e quatros níveis de água no solo predefinidos com base na capacidade de campo (100% Cc, 80% Cc, 60% Cc e 40% Cc), com quatro repetições, sendo cada repetição constituída por uma planta. Foram avaliadas a emissão de fluorescência inicial (F0), fluorescência máxima (Fm), rendimento quântico do fotossistema (Fv/Fm) e fluorescência transiente OJIP,índices de pigmentos fotossintetizantes e teores de prolina determinados nas folhas +1. As medições da emissão de fluorescência foram realizadas durante o período de sete dias, a cada dois dias, entre 10 e 12 h da manhã, com auxílio de fluorímetro (OS-30P) e clipes fixados na porção mediana do limbo foliar, os índices de pigmentos foram determinados no mesmo período com auxílio de um medidor portátil de clorofila (Clorofilog CFL 1030) enquanto que o teor de prolina no final do experimento.Os níveis de emissão de fluorescência e os índices de pigmentos fotossintéticos reduziram com o aumento da restrição hídrica em ambas cultivar. A cultivar RB 93-509 acumulou maior teor de prolina ao nível de estresse de 60% da Cc. Com o aumento do estresse severo de restrição hídrica ocorre redução total nos níveis de fluorescência da clorofila e índices de pigmentos fotossintéticos ao sétimo dia de estresse em ambas cultivar de cana-de-açúcar. A cultivar RB 93-509 apresenta maior sensibilidade ao estresse hídrico que a cultivar RB 85-5536.

A doença cancro cítrico é considerada uma das mais importantes doenças da citricultura devido ao seu poder de proliferação nas fazendas, e aos danos causados às plantas e frutos. Os prejuízos causados pela presença da doença são consideravelmente preocupantes, pois as principais medidas de controle pelos órgãos responsáveis envolvem a erradicação de plantas infectadas e demais plantas vizinhas, inviabilizando economicamente grandes áreas produtivas. A legislação brasileira exige um extenso protocolo de atividades que necessita ser realizado antes da confirmação do diagnóstico. Atrasos na confirmação do diagnóstico favorecem a proliferação da doença. Assim, qualquer esforço em acelerar esta detecção deve com certeza ter um grande impacto nesta área. Esta é a motivação de nosso trabalho, onde aplicamos a técnica de espectroscopia por imagens de fluorescência em folhas de culturas cítricas com a intenção de avaliar a capacidade de diagnóstico desta técnica em plantas assintomáticas contaminadas no laboratório com cancro cítrico. O objetivo é determinar o instante de tempo mínimo necessário entre a infecção e o diagnóstico preciso da doença. Este estudo foi aplicado para experimentos envolvendo amostras destrutivas e não-destrutivas. Os resultados mostram a possibilidade de aplicar tal técnica na detecção de cancro cítrico. / The citrus canker disease is considered one of the most important citrus diseases due to its ability to spread on farms, and to damage plants and fruits. The damage, caused by the citrus canker, can be devastating, because the main control actions involve the eradication of infected plants and other plants nearby, causing large economic losses. Brazilian law requires an extensive testing protocol to confirm the diagnosis. Delays in diagnosis tests allows the spread of the disease. Therefore, any effort to accelerate this procedure will have a major impact in this area. This is the motivation of our work, where we apply the fluorescence imaging spectroscopy technique on citrus leaves with the goal to evaluate the diagnostic capability of this technique in asymptomatic plants infected with citrus canker in the laboratory. The goal is to determine the minimum time delay between infection and accurate diagnosis of the disease. This study was applied to experiments involving non-destructive and destructive samples. The results show the possibility of applying this technique in the detection of citrus canker.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_antelmo_falqueto.pdf: 1732654 bytes, checksum: 6529a984f4a3639476f87ba6256c7cc4 (MD5) Previous issue date: 2008-03-07 / xii In this study, photosynthetic characteristics of irrigated rice (Oryza sativa L.) genotypes were evaluated. It were also evaluated with relation to growth and assimilates partitioning characteristics rice cultivars differing in yield potential, BRS Pelota (higher yield) and BRS Firmeza (lower yield). No correlation between maximum efficiency of PS2 photochemical (Fv/Fm) and year of release was observed among cultivars. However, between 1900-1960, a decline in effective efficiency of PS2 photochemistry (Fv /Fm ) and effective quantum yield of photochemical energy conversion (Ф PS2) was observed and their recover after 1960 was consistent with a higher yield potential. Differences in maximal O2 evolution rate also were expressive between genotypes, especially, in the sterile line IR58025A when compared to the normal fertility found in IR58025B line. In those rice cultivars differing in yield, the chlorophyll content was maintained by at least 15 days in BRS Firmeza (stay green phenotype), which reflected in the maintaining of Fv/Fm and Fs/Fo values. Significant reductions in chlorophyll content, Fv/Fm and Fs/Fo were clear only at grain filling stage, which showed significant differences between flag and the 2 nd , 3 th and 4 th leaves. Decreasing in the chlorophyll fluorescence parameters in ligh-adapted state (Fv /Fm ,Ф PS2 and photochemical quenching - q P ) also occurred and they were more clear mainly after the flowering stage in both cultivars. Their values were always higher in BRS Firmeza rice cultivar, reflecting the presence of stay green genes, which are responsible for a delay in leaf senescence. The Fs/Fo ratio values, a CO2 assimilatory capacity indicator, were positively correlated to Fv/Fm and Fv /Fm values and negatively correlated to q N (non-photochemical quenching). In relation to growth and assimilates partitioning characteristics, plants of the BRS Pelota rice cultivar showed higher total dry matter accumulated (Wt) at end of life cicle, higher leaf area (Af) and higher dry matter allocated toward culm + sheath and panicles. The yield component which presented higher relevance for yield was the panicle number. Thus, the higher grain yield of BRS Pelota could be related to a higher leaf area and leaf area duration, which permits the providing of elevated quantity of photoassimilates by higher period time. / Neste estudo foram avaliadas características fotossintéticas de genótipos de arroz (Oryza sativa L.) irrigado. Também foram avaliadas quanto às características de crescimento e de partição de assimilados cultivares com produtividade contrastante, BRS Pelota (maior produção de grãos) e BRS Firmeza (menor produção de grãos). Nenhuma correlação entre a eficiência fotoquímica máxima do fotossistema II (Fv/Fm) e o ano de liberação foi observada entre as diferentes cultivares. Entretanto, entre 1900-1960, um declínio na eficiência fotoquímica efetiva do fotossistema II (Fv /Fm ) e na eficiência quântica efetiva da conversão da energia de excitação no fotossistema II (Ф PS2) foi observado e sua recuperação após 1960 foi consistente com a maior produção de grãos. Diferenças na taxa de evolução do oxigênio também foram expressivas entre os genótipos, especialmente na linhagem estéril IR58025A em relação a sua linhagem fértil IR58025B. Nas cultivares com produtividade contrastante, o conteúdo de clorofila foi mantido por no mínimo 15 dias em BRS Firmeza (fenótipo stay green), o que refletiu na manutenção dos valores de Fv/Fm e Fs/Fo. Reduções significativas no conteúdo de clorofila, Fv/Fm e Fs/Fo foram nítidas apenas no estádio final de enchimento de grãos, com diferenças significativas entre a folha bandeira e a segunda, terceira e quarta folhas. Decréscimos nos parâmetros da fluorescência da clorofila em estado adaptado à luz (Fv /Fm ,Ф PS2 e quenching fotoquímico - q P ) também ocorreram e foram muito claras principalmente após o florescimento em ambas as cultivares. Seus valores foram sempre maiores para a cultivar BRS Firmeza, refletindo a presença dos genes stay green, o qual é responsável pelo retardo na senescência das folhas. Os valores da relação Fs/Fo, indicadores da capacidade assimilatória de CO2, foram positivamente correlacionados com os valores de Fv/Fm e Fv /Fm e negativamente correlacionados com q N (quenching não-fotoquímico). Com relação às características de crescimento e de partição de assimilados, a cultivar BRS Pelota apresentou maior acúmulo de matéria seca (Wt) ao final do ciclo, maior área foliar (Af) e maior alocação de matéria seca para o colmo + bainha e panículas. O componente de produção de maior expressão no rendimento foi o número de panículas. Assim, a maior produtividade de BRS Pelota pode estar relacionada à maior área foliar e duração da área foliar, permitindo o fornecimento de elevada quantidade de fotoassimilados por um período maior.

A doença cancro cítrico é considerada uma das mais importantes doenças da citricultura devido ao seu poder de proliferação nas fazendas, e aos danos causados às plantas e frutos. Os prejuízos causados pela presença da doença são consideravelmente preocupantes, pois as principais medidas de controle pelos órgãos responsáveis envolvem a erradicação de plantas infectadas e demais plantas vizinhas, inviabilizando economicamente grandes áreas produtivas. A legislação brasileira exige um extenso protocolo de atividades que necessita ser realizado antes da confirmação do diagnóstico. Atrasos na confirmação do diagnóstico favorecem a proliferação da doença. Assim, qualquer esforço em acelerar esta detecção deve com certeza ter um grande impacto nesta área. Esta é a motivação de nosso trabalho, onde aplicamos a técnica de espectroscopia por imagens de fluorescência em folhas de culturas cítricas com a intenção de avaliar a capacidade de diagnóstico desta técnica em plantas assintomáticas contaminadas no laboratório com cancro cítrico. O objetivo é determinar o instante de tempo mínimo necessário entre a infecção e o diagnóstico preciso da doença. Este estudo foi aplicado para experimentos envolvendo amostras destrutivas e não-destrutivas. Os resultados mostram a possibilidade de aplicar tal técnica na detecção de cancro cítrico. / The citrus canker disease is considered one of the most important citrus diseases due to its ability to spread on farms, and to damage plants and fruits. The damage, caused by the citrus canker, can be devastating, because the main control actions involve the eradication of infected plants and other plants nearby, causing large economic losses. Brazilian law requires an extensive testing protocol to confirm the diagnosis. Delays in diagnosis tests allows the spread of the disease. Therefore, any effort to accelerate this procedure will have a major impact in this area. This is the motivation of our work, where we apply the fluorescence imaging spectroscopy technique on citrus leaves with the goal to evaluate the diagnostic capability of this technique in asymptomatic plants infected with citrus canker in the laboratory. The goal is to determine the minimum time delay between infection and accurate diagnosis of the disease. This study was applied to experiments involving non-destructive and destructive samples. The results show the possibility of applying this technique in the detection of citrus canker.

Phytoplankton chlorophyll-a fluorescence, measured in situ, can be applied as a tool to estimate primary production in the ocean over a large range of temporal and spatial scales. This non-invasive technique allows for fast assessments of photo-physiological parameters in contrast to the traditional methodologies (14C uptake and O2 evolution). The main photo-physiological parameters derived by the available instruments are yields, and as such, require careful interpretation. The comprehension of the main sources of variability of the photochemical and the light absorption efficiencies in marine phytoplankton has increased in the past years, largely by studies using monospecific cultures. In natural communities, however, the development of primary production models based on chlorophyll-a fluorescence remain limited as they are simultaneously subjected to a wide range of environmental and biological factors. This study will test the hypothesis that photo-physiological models for primary production estimates can be improved when key phytoplankton features, such as the pigments composition and dominant cell size, are taking into account. The approach was to contrast the photo-physiological parameters derived from measurements in distinct oceanographic regions, as well as those derived in a specific environment with presented different nutrient concentration according to the time of sampling. In addition, we showed for monospecific cultures, how the photo-physiological parameters are quantitatively related to the production of carbon under the interactive effects of taxonomic composition and cell size. The proportions of photosynthetic and photoprotective pigments present in the community were related to the bulk photochemical efficiency and the cross-section of light absorption, but varied among oceanographic regions and the depth of the water column. A parameterization of fluorescence-derived primary production rates, using four dominant size classes, was derived for natural phytoplankton communities under different nutrients conditions in a coastal environment, showing that the parameters differed among size classes above a threshold of nutrient concentration. The direct conversion rates between fluorescence-derived primary production and carbon assimilation rates, computed for two distinct phytoplankton cell sizes grown in controlled laboratorial conditions, showed that cell size strongly influences the efficiency of light absorption and photochemistry, however species-specific responses in photosynthetic energy allocation dominated the differences observed in how absorbed light is utilized to carbon assimilation, i.e., in the electron requirements for carbon assimilation. The results highlighted the importance of the tight coupling of nutrients availability and phytoplankton communities, as well as for measurements of chlorophyll-a fluorescence in the ocean and primary production models. This work presents a novel contribution to the increasing efforts to apply fluorescence-based techniques to understand and parameterize primary production estimates in marine systems, especially at highly dynamic environments. / A fluorescência da clorofila-a do fitoplâncton, medida in situ, pode ser uma ferramenta para estimar produção primária no oceano em grande escala temporal e espacial. Esta técnica não-invasiva permite análises rápidas de parâmetros foto-fisiológicos ao contrário de metodologias tradicionais (assimilação de 14C e produção de O2). Os principais parâmetros foto-fisiológicos de instrumentos disponíveis hoje tratam-se de eficiências, e como tal, requerem cuidados em serem interpretados. A compreensão das principais fontes de variabilidade da eficiência fotoquímica e de absorção de luz no fitoplâncton marinho tem aumentado nos últimos anos, em sua maioria em cultivos monoespecíficos. Em comunidades naturais, entretanto, o desenvolvimento de modelos de produção primária baseados na fluorescência da clorofila-a ainda é limitado uma vez que estão sujeitos à uma ampla gama de fatores ambientais e biológicos. Esse estudo testa a hipótese de que modelos foto-fisiológicos para estimar produção primária podem ser aprimorados considerando-se características fundamentais do fitoplâncton, como a composição de pigmentos e tamanho celular dominante. A estratégia foi contrastar parâmetros foto-fisiológicos derivados de medidas em regiões oceanográficas distintas, assim como medidas em um ambiente específico com diferentes concentrações de nutrientes ao longo do período amostrado. Adicionalmente, apresentamos através de cultivos monoespecíficos, como parâmetros foto-fisiológicos são quantitativamente relacionados à produção de carbono e os efeitos interativos da composição taxonômica e tamanho celular nessa relação. A proporção de pigmentos fotossintéticos e fotoprotetores da comunidade foram relacionados à eficiência fotoquímica e seção transversal de absorção de luz, porém variaram de acordo com a região oceanográfica e profundidade na coluna d\'água. Uma parameterização de taxas de produção primária derivadas da fluorescência, usando quatro classes de tamanho dominantes, foi proposta para comunidades naturais de fitoplâncton sob condições de nutrientes diferentes em um ambiente costeiro, mostrando que os parâmetros diferiram entre as classes de tamanho acima de um limiar de concentração de nutrientes. As taxas de conversão diretas entre produção primária derivada da fluorescência e taxas de assimilação de carbono, computadas para dois tamanhos de fitoplâncton crescidos em condições controladas em laboratório, mostraram que tamanho celular influencia as eficiências de absorção de luz e fotoquímica, porém respostas espécie-específicas na alocação de energia fotossintética dominaram as diferenças observadas em como a luz absorvida é utilizada para assimilação de carbono, ou seja, na razão de elétrons exigidos para assimilação de carbono. Os resultados destacam a importância do acoplamento da disponibilidade de nutrientes com a comunidade fitoplanctônica, assim como das medidas de fluorescência da clorofila-a no oceano e nos modelos de produção primária. Este trabalho apresenta uma contribuição inédita nos esforços crescentes em aplicar técnicas baseadas na fluorescência para entender e parameterizar estimativas de produção primária nos sistemas marinhos, especialmente em ambientes altamente dinâmicos.

Plantas medicinais (fitoterápicos) têm uma longa história nos tratamentos de várias desordens de saúde. Nos últimos anos, por suas propriedades medicinais, o interesse no uso de Mikania, um gênero da família Asteraceae, como alternativa ou terapia complementar tem crescido notavelmente. Especificamente, duas espécies de Mikania, M. glomerata e M. laevigata, amplamente conhecidas como \"guaco\" são utilizados para tratar febre, asma, bronquite e outras doenças respiratórias, devido ao seu teor de cumarina, o principal componente desta planta. No entanto, devido à excessiva exploração humana, estas espécies de Mikania se tornaram espécies ameaçadas. O objetivo do presente estudo foi determinar o melhor ambiente para o crescimento de M. glomerata e M. laevigata, quantificando os efeitos de quatro tratamentos de radiação, pleno sol e 25, 50 e 75% de interferência da radiação e de duas condições nutricionais do solo, fertilizado e não fertilizado, sobre o teor de clorofila, fluorescência da clorofila, trocas gasosas, anatomia foliar e produção de biomassa vegetal. Os níveis de irradiância e as condições nutricionais do solo afetaram significativamente o crescimento e as respostas fisiológicas das plantas de ambas as espécies Mikania. As plantas que cresceram à sombra apresentaram menores taxas fotossintéticas, enquanto as plantas sob maior radiação apresentaram maiores taxas fotossintéticas e condutância estomática. A redução da intensidade luminosa em 75% resultou em irradiação insuficiente para manter a fotossíntese, influenciando o balanço de carbono e, conseqüentemente, causando um declínio no crescimento e produtividade das plantas. A fotoinibição, avaliada como a razão Fv/Fm, ocorreu somente em plantas crescidas sob pleno sol e 25% da radiação interferência durante o pico mais alto de radiação e temperatura. As maiores concentrações de clorofila, independentemente da adubação, ocorreram em plantas sob 75% da radiação interferência. A espessura da lâmina foliar diminuiu com o aumento da interferência da radiação. As folhas de M. glomerata que não receberam adubação apresentaram, no final do experimento, maior espessura do limbo do que as plantas adubadas nas condições 0 e 25% de interferência da radiação, enquanto que M. laevigata não adubadas apresentaram maior espessura do limbo sob 25 e 50% de interferência da radiação. A densidade estomática aumentou com baixa radiação interferências, e em M. glomerata foi maior em plantas sem adubação. A massa seca total foi maior em plantas sob maior intensidade luminosa, e em plantas adubadas. O uso de fertilizantes e pouco sombreamento é a melhor recomendação para uma maior produção de massa seca, especialmente de folhas, que é o material utilizado na fitoterapia. Em virtude da baixa capacidade de aclimatação a elevado sombreamento destas espécies de Mikania, áreas cultivadas com intensidade luminosa menor do que 50% de luz ambiente irão diminuir a produtividade. Assim, para fins agrícolas, a fim de obter rendimentos elevados, a partir dos resultados desta pesquisa se recomenda o uso de aproximadamente 25% da interferência da radiação para M. laevigata e indistintamente, o cultivo em pleno sol ou interferência da radiação de 25% para M. glomerata. / Medicinal plants (phytotherapics) have a long history as treatments for several health disorders. In recent years, interest in the use of Mikania, a genus of the Asteraceae family, as alternative or complementary therapies for its medicinal properties has grown notably. Specifically, two Mikania species, M. glomerata e M. laevigata, widely know as guaco are used to treat fever, asthma, bronchitis and other respiratory diseases due to its content in coumarin, the main constituent of this plant. However, due to human overexploitation these Mikania species have become endangered species. The objective of the present study was to determine the optimum environment for the growth of M, glomerata and M, laevigata, by quantifying the effects of four light treatments, full sun and 25, 50 and 75% light interference and two soil nutrient conditions, fertilized and unfertilized, on the chlorophyll content, chlorophyll fluorescence, gas exchange, leaf anatomy and plant biomass production. Light irradiance levels and soil nutrient conditions significantly affected the growth and physiological responses of both Mikania species. The plants that grew in the shade presented lower photosynthetic levels, while the plants under higher radiation had larger photosynthetic rates and stomatal conductance. Light intensity reductions greater than that of 75% shade resulted in insufficient irradiation to maintain photosynthesis, influencing carbon balance and consequently leading to a decline in plant growth and productivity. The photoinhibition, evaluated at the rate Fv/Fm, occurred only in plants grown under full sun and 25% of radiation interference during the highest peak of radiation and temperature. The larger concentrations of chlorophyll, regardless fertilizing, occurred in plants under 75% of radiation interference. The thickness of the leaf blade decreased significantly with the increase of radiation interference. However, the M. glomerata leaves that were no fertilized presented, at the end of the experiment, bigger leaf blade thickness than the fertilized plants under 0 and 25% interference radiation conditions, while unfertilized M. laevigata had bigger leaf blade thickness under 25 and 50% interference radiation. The stomatal density enlarged under lower radiation interference, and in M. glomerata it was bigger in unfertilized plants. The total dry mass was bigger in plants under higher light intensity and in fertilized plants. The use of fertilizing and little protection to radiation is the best recommendation to a bigger production of dry mass, especially of leaves, that is the material used in phytotherapie. In view of the low shade acclimation capacity of these Mikania species, light intensity of cultivated areas with less than that of 50% ambient light will decrease the productivity. Thus, for agricultural purposes, in order to obtain high yields, the results of this study suggest trying to achieve approximately 25% ambient light interference with a shade net for M laevigata and indistinctively, the cultivation under full sun or 25% ambient light interference for M. glomerata.

Nos últimos 100 anos, a temperatura média global aumentou aproximadamente 0,6ºC e deverá continuar a subir a uma taxa rápida podendo atingir 2ºC. No entanto, não se sabe como as plantas responderão a essa mudança climática, pois existem poucas informações sobre as respostas fisiológicas das plantas a incrementos de temperatura. Este trabalho tem por objetivo avaliar os efeitos de duas condições luminosas e duas condições de temperatura (com interação entre eles), em perspectiva futura, sobre o comportamento morfológico, fisiológico e bioquímico de quatro espécies da Floresta Mesófila Semidecídua: Aspidosperma cylindrocarpon e Aspidosperma polyneuron (Apocynaceae); Cariniana estrellensis e Cariniana legalis (Lecythidaceae). As plantas foram submetidas aos seguintes tratamentos: 100% de radiação e temperatura ambiente (100%RTA), 100% de radiação e temperatura elevada em +2ºC (100%RTE), 20% de radiação (por sombreamento) e temperatura ambiente (20%RTA), e 20% de radiação e temperatura elevada em +2ºC (20%RTE). Aspidosperma polyneuron apresentou-se como a espécie mais sensível a radiação intensa, seguida de C. legalis ambas já ameaçadas de extinção. Os parâmetros morfológicos confirmam a teoria de que plantas cronicamente fotoinibidas continuam crescendo, porém, em menores taxas. Os dados bioquímicos reforçam os fisiológicos mostrando fragilidade das espécies secundárias à radiação intensa e os efeitos principalmente negativos do aquecimento aplicado. / In the last 100 years the average global temperature increased by 0.6ºC and it might increase in a fast rate reaching up to 2ºC. However, little is known about how plants might respond to the climate change because there is not enough information about the physiological alterations plants might suffer due to increased temperature. We evaluated morphological, physiological and biochemical alterations under the effects of two light/temperature conditions and its interactions in four different plant species of the Semideciduous Mesophitic Forest: Aspidosperma cylindrocarpon and Aspidosperma polyneuron (Apocynaceae); Cariniana estrellensis and Cariniana legalis (Lecythidaceae). All plants suffered the following treatments: 100% radiation and environment temperature (100%RTA), 100% radiation and environment temperature +2ºC (100%RTE), 20% radiation (shade) and environment temperature (20%RTA), and 20% radiation (shade) and environment temperature +2ºC (20%RTE). Aspidosperma polyneuron was shown to be the most sensible specie to high radiation, followed by C. legalis, both threatened with extinction. Morphological parameters confirmed the theory that chronically photo-inhibited plants keep growing, but at lower rates. Biochemical findings also confirmed our physiological data showing increased fragility of the secondary species to high radiation and heating.

O cancro cítrico é uma das doenças mais temidas da citricultura devido ao seu poder de proli-feração nas fazendas, aos danos causados às plantas e aos frutos e à forma de combate adota-da pelos órgãos responsáveis através da erradicação das plantas contaminadas e de outras em sua vizinhança. No Brasil, um dos principais motivos que minimiza a eficiência da erradicação do cancro cítrico é a confirmação do diagnóstico, que necessita ser realizada em alguns laboratórios credenciados. A análise de muitas amostras em conjunto com o tempo gasto com o transporte aumenta a chance de proliferação da doença no campo. Neste trabalho aplicamos técnicas de espectroscopia da fluorescência em folhas de culturas cítricas na intenção de pro-por um método de diagnóstico do cancro cítrico a ser realizado na fazenda e com resposta em tempo real. As amostras experimentais são folhas de variedades cítricas sadias e contaminadas com cancro ou outras doenças. Iniciamos o trabalho aplicando espectroscopia da fluorescência no laboratório. Os resultados provaram a viabilidade do método, mas revelou uma enorme sobreposição de dados ao tentar discriminar o cancro de outra doença. Análises com-plementares nos revelaram que os experimentos deveriam ser feitos no campo, identificando plantas contaminadas e tomando a fluorescência de folhas sadias como referência. A espec-troscopia da fluorescência no campo foi feita com um espectrômetro portátil. O resultado nos possibilitou propor critérios de discriminação do cancro baseado em figuras de mérito. O melhor critério apresentou 79% de acertos, com 88% de sensibilidade e 68% de especificidade. Concluímos que os valores poderiam ser melhores se a espectroscopia fosse realizada com imagens, pois as variações do espectro ocorrem devido ao posicionamento da fibra na lesão do cancro. Passamos a estudar a espectroscopia das imagens da fluorescência com um sistema baseado em um espectrógrafo. Os resultados provaram a viabilidade do estudo e revelaram particularidades espaciais e espectrais das doenças. Infelizmente essa instrumentação só pode ser usada no laboratório, por isso optamos por desenvolver outro sistema mais simples e robusto, a base de uma roda de filtros com filtros passa-banda. Os re-sultados revelaram novas particularidades espaciais e espectrais das amostras, porém nos revelou a necessidade de um processamento de imagem para obter análises quantitativas. O sistema de imagens com filtro ainda foi usado em outro experimento complementar onde as imagens forneceram resultados quantitativos, provando a funcionalidade da técnica. / Citrus canker is one of the most feared diseases of citrus due to its dissemination in the farms, the damage caused to plants and fruits and how to combat adopted by national government through the eradication of infected plants and others in your neighborhood. In Brazil, one of the main reasons that minimizes the effectiveness of citrus canker`s eradication is the confir-mation of the diagnosis by specialized laboratories. The time spent to transport and to analyses many samples increases the chance of canker spreading in the field. In our work we apply spectroscopic techniques of fluorescence in leaves of citrus crops with the aim to propose a method for diagnosis of citrus canker to be held on the farm and real-time response. The expe-rimental samples are leaves of healthy citrus varieties and contaminated with canker or other diseases. We began the work by applying fluorescence spectroscopy in the laboratory. The results proved the feasibility of the method, but showed a huge overlap of data to try to dis-criminate cancer from other diseases. Further analysis revealed that those experiments should be done in the field, focusing to identify infected plants and taking the fluorescence of healthy leaves as a reference. Fluorescence spectroscopy in the field was made with a portable spectrometer. The result allowed us to propose some criteria for canker discrimination based on figures of merit. The best criteria presents 79% correct tests, with 88% sensitivity and 68% specificity. We conclude that these values could be better if the spectroscopy was performed with images, because the variations of the spectrum are due to the positioning of the fiber over the canker lesion. We study the spectroscopy of fluorescence images with a system based on a spectrograph. The results proved its feasibility and revealed spatial and spectral particular features of the diseases. Unfortunately, this instrumentation can only be used in the laborato-ry, so we decided to develop another system more simple and robust. The new system is based on a filter wheel with band-pass filters. The results revealed new spatial and spectral characteristics of the samples, but revealed the need for an image processing for quantitative analysis. This imaging system was still used in another supplementary experiment where the images have provided quantitative results, proving the functionality of the technique.

Phytoplankton chlorophyll-a fluorescence, measured in situ, can be applied as a tool to estimate primary production in the ocean over a large range of temporal and spatial scales. This non-invasive technique allows for fast assessments of photo-physiological parameters in contrast to the traditional methodologies (14C uptake and O2 evolution). The main photo-physiological parameters derived by the available instruments are yields, and as such, require careful interpretation. The comprehension of the main sources of variability of the photochemical and the light absorption efficiencies in marine phytoplankton has increased in the past years, largely by studies using monospecific cultures. In natural communities, however, the development of primary production models based on chlorophyll-a fluorescence remain limited as they are simultaneously subjected to a wide range of environmental and biological factors. This study will test the hypothesis that photo-physiological models for primary production estimates can be improved when key phytoplankton features, such as the pigments composition and dominant cell size, are taking into account. The approach was to contrast the photo-physiological parameters derived from measurements in distinct oceanographic regions, as well as those derived in a specific environment with presented different nutrient concentration according to the time of sampling. In addition, we showed for monospecific cultures, how the photo-physiological parameters are quantitatively related to the production of carbon under the interactive effects of taxonomic composition and cell size. The proportions of photosynthetic and photoprotective pigments present in the community were related to the bulk photochemical efficiency and the cross-section of light absorption, but varied among oceanographic regions and the depth of the water column. A parameterization of fluorescence-derived primary production rates, using four dominant size classes, was derived for natural phytoplankton communities under different nutrients conditions in a coastal environment, showing that the parameters differed among size classes above a threshold of nutrient concentration. The direct conversion rates between fluorescence-derived primary production and carbon assimilation rates, computed for two distinct phytoplankton cell sizes grown in controlled laboratorial conditions, showed that cell size strongly influences the efficiency of light absorption and photochemistry, however species-specific responses in photosynthetic energy allocation dominated the differences observed in how absorbed light is utilized to carbon assimilation, i.e., in the electron requirements for carbon assimilation. The results highlighted the importance of the tight coupling of nutrients availability and phytoplankton communities, as well as for measurements of chlorophyll-a fluorescence in the ocean and primary production models. This work presents a novel contribution to the increasing efforts to apply fluorescence-based techniques to understand and parameterize primary production estimates in marine systems, especially at highly dynamic environments. / A fluorescência da clorofila-a do fitoplâncton, medida in situ, pode ser uma ferramenta para estimar produção primária no oceano em grande escala temporal e espacial. Esta técnica não-invasiva permite análises rápidas de parâmetros foto-fisiológicos ao contrário de metodologias tradicionais (assimilação de 14C e produção de O2). Os principais parâmetros foto-fisiológicos de instrumentos disponíveis hoje tratam-se de eficiências, e como tal, requerem cuidados em serem interpretados. A compreensão das principais fontes de variabilidade da eficiência fotoquímica e de absorção de luz no fitoplâncton marinho tem aumentado nos últimos anos, em sua maioria em cultivos monoespecíficos. Em comunidades naturais, entretanto, o desenvolvimento de modelos de produção primária baseados na fluorescência da clorofila-a ainda é limitado uma vez que estão sujeitos à uma ampla gama de fatores ambientais e biológicos. Esse estudo testa a hipótese de que modelos foto-fisiológicos para estimar produção primária podem ser aprimorados considerando-se características fundamentais do fitoplâncton, como a composição de pigmentos e tamanho celular dominante. A estratégia foi contrastar parâmetros foto-fisiológicos derivados de medidas em regiões oceanográficas distintas, assim como medidas em um ambiente específico com diferentes concentrações de nutrientes ao longo do período amostrado. Adicionalmente, apresentamos através de cultivos monoespecíficos, como parâmetros foto-fisiológicos são quantitativamente relacionados à produção de carbono e os efeitos interativos da composição taxonômica e tamanho celular nessa relação. A proporção de pigmentos fotossintéticos e fotoprotetores da comunidade foram relacionados à eficiência fotoquímica e seção transversal de absorção de luz, porém variaram de acordo com a região oceanográfica e profundidade na coluna d\'água. Uma parameterização de taxas de produção primária derivadas da fluorescência, usando quatro classes de tamanho dominantes, foi proposta para comunidades naturais de fitoplâncton sob condições de nutrientes diferentes em um ambiente costeiro, mostrando que os parâmetros diferiram entre as classes de tamanho acima de um limiar de concentração de nutrientes. As taxas de conversão diretas entre produção primária derivada da fluorescência e taxas de assimilação de carbono, computadas para dois tamanhos de fitoplâncton crescidos em condições controladas em laboratório, mostraram que tamanho celular influencia as eficiências de absorção de luz e fotoquímica, porém respostas espécie-específicas na alocação de energia fotossintética dominaram as diferenças observadas em como a luz absorvida é utilizada para assimilação de carbono, ou seja, na razão de elétrons exigidos para assimilação de carbono. Os resultados destacam a importância do acoplamento da disponibilidade de nutrientes com a comunidade fitoplanctônica, assim como das medidas de fluorescência da clorofila-a no oceano e nos modelos de produção primária. Este trabalho apresenta uma contribuição inédita nos esforços crescentes em aplicar técnicas baseadas na fluorescência para entender e parameterizar estimativas de produção primária nos sistemas marinhos, especialmente em ambientes altamente dinâmicos.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01 - capa_abstract.pdf: 73038 bytes, checksum: f23de5054b042c63f20a50585b343649 (MD5) Previous issue date: 2008-10-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Ouro Preto region (MG) receives atmospheric fluoride emission from an isolated source, an aluminum smelter. Around this fabric is located the Ecologic Station of Tripuí (EET), a preservation area limited by Atlantic forest and Savannah domains. The aim of this work was to evaluate fluoride effects on photosynthesis parameters of three native species from the EET vegetation: Eremanthus erythropappus (DC) Macleish, Tibouchina granulosa (Desr.) Cogn. and Schinus terebinthifolius Raddi. Species susceptibility and their accumulation capacity were tested, as well as the relation between leaf injuries and fluoride levels. Also, was used a control, Panicum maximum cv. Colonião, that exhibited high level of fluoride in young leaves and presented high sensibility. The plants were exposed to simulated fog with fluoride, during twenty minutes daily, for 30 consecutive days, at a simulation chamber, at the Plants Growing Unit (UFV- MG). Treatments were prepared by adding sodium fluoride (NaF) to deionized water, at a concentration of 15 mg L-1, and control plants received only deionized water (pH=6,0). The parameters related to chlorophyll a and to gas exchange were measured every five days and leaf samples were collected to determine photosynthetic pigments content and to quantify fluoride in the dry matter. In P. maximum first symptoms appeared after six days of exposure to the polluted. T. granulosa and S. terebinthifolius exhibited fist symptoms, respectively, 23 and 25 days after the beginning of the experiment. In these both species, necrosis and chlorosis were limited to apical and marginal leaf blades. Pigments alterations, that can be an important indicative of early injuries, were also evaluated at the present study. T. granulosa e S. terebinthifolius showed, after fluoride exposure, the internal CO2 concentration increases and photosynthesis and stomatal conductance decreases. Photosynthesis decreases were probably caused by stomata closure and chloroplast structure damages. Photosynthetic decreases rates were not observed in E. erythropappus but it presented variation on slow fluorescence, by the end of the treatment. Alterations on quick and slow fluorescence occurred, in both T. granulosa and S. terebinthifolius, as a response of the fluoride treatment. Images of chlorophyll a fluorescence showed that most damages were restricted to marginal leaf areas, and also decreases at Fv/Fm ration and increase at the Fo were detected in plants exposed to the pollutant. The species of this work had differentiated tolerance to the pollutant. Photosynthetic rate variations were not observed in E. erythropappu, and neither injury leaf symptoms. Also, by the end of the treatment, it showed low level of fluoride in the dry matters, which, all together, characterize this species as the most tolerant to fluoride, among the ones studied. In contrast, P. maximum accumulated the highest fluoride level in the dry matter and it was high sensitive to the pollutant, showing leaf symptoms right after few days of exposure. / A região de Ouro Preto - MG possui uma fonte isolada de emissão de fluoreto atmosférico, proveniente de uma siderurgia de alumínio. Nas proximidades dessa fábrica está localizada a Estação Ecológica do Tripuí (EET), área de preservação ambiental que se encontra entre os domínios da mata atlântica e do cerrado. O principal objetivo do trabalho foi avaliar os efeitos do flúor sobre parâmetros relacionados à fotossíntese, em três espécies nativas e representativas da vegetação existente na EET, Eremanthus erythropappus (DC) Macleish, Tibouchina granulosa (Desr.) Cogn. e Schinus terebinthifolius Raddi.. Foram testadas a sensibilidade e a capacidade acumuladora dessas espécies, assim como a relação entre o aparecimento de injúrias e o teor de flúor nas folhas. Uma espécie controle, Panicum maximum cv. colonião, que apresenta elevado teor de fluoreto nas folhas associado a elevada sensibilidade, também foi avaliada neste trabalho. O flúor foi aplicado diariamente, na forma de nevoeiros simulados com duração de vinte minutos, em uma câmara de simulação localizada na Unidade de Crescimento de plantas (UFV - MG). O tratamento com flúor foi preparado adicionando-se fluoreto de sódio (NaF) em água deionizada, na concentração de 15 mg L-1 de flúor e no tratamento controle, utilizou-se somente água deionizada (pH=6,0). O experimento teve a duração de trinta dias e cada cinco dias, foram realizadas as medições dos parâmetros relacionados à fluorescência da clorofila a e trocas gasosas, além disso, amostras das folhas foram coletadas para a determinação do conteúdo de pigmentos fotossintéticos e a quantificação de flúor na matéria seca. Os primeiros sintomas manifestaram-se em P. maximum com apenas seis dias de exposição ao poluente. Em T. granulosa e S. terebinthifolius os primeiros sintomas surgiram, respectivamente, 23 e 25 dias após o início do experimento. Nessas espécies, observou-se o surgimento de clorose e necroses limitadas aos ápices e margens foliares. Alterações nos pigmentos podem ser importantes na indicação precoce da injúria pelo poluente, e foram observadas nas espécies desse estudo. Reduções na fotossíntese e na condutância estomática e o aumento na concentração interna de CO2 foram vistos nos indivíduos de P. maximum, T. granulosa e S. terebinthifolius expostos ao tratamento com o flúor. Provavelmente, a redução observada nas taxas fotossintéticas foi causada pelo fechamento estomático e degradação da estrutura dos cloroplastos. Nos indivíduos de E. erythropappus não houve redução nas taxas fotossintéticas em resposta ao poluente, porém observou-se a variação na fluorescência lenta ao término do tratamento. Em T. granulosa e S. terebinthifolius tanto a fluorescência lenta quanto a rápida sofreram alterações em resposta ao tratamento com o flúor. As imagens da fluorescência da clorofila a mostraram que os maiores danos causados pelo poluente se restringiram nas margens foliares, e também foi possível observar a tendência de redução na razão Fv/Fm e aumento no Fo nas plantas expostas ao poluente. No presente trabalho, as espécies apresentaram tolerância diferencial aos efeitos causados pelo poluente. E. erythropappus não apresentou variações nas taxas fotossintéticas, além disso, nenhum sintoma de injúria foliar e baixos teores de flúor na matéria seca foram observados ao final do tratamento, o que caracterizou essa espécie como a mais tolerante ao flúor dentre as espécies avaliadas nesse estudo.