Resumo: Na natureza, a maioria das plantas é resistente aos diferentes patógenos, e essa resistência pode estar relacionada à existência de substâncias tóxicas aos microrganismos. As reações bioquímicas, que ocorrem nas células do hospedeiro, produzem substâncias que se mostram tóxicas ao patógeno ou criam condições adversas para o seu crescimento no interior da planta, contribuindo significativamente para a resistência. Além dos fatores bioquímicos existem mecanismos estruturais de defesa que atuam conferindo resistência ao hospedeiro à infecção por patógenos. O presente trabalho procurou quantificar os caracteres anatômicos foliares, em três estágios (E1, E3 e E5) de desenvolvimento; analisar a patogênese de Puccinia psidii pela micromorfologia da folha e caracterizar a composição dos óleos essenciais de clones de eucalipto, a fim de relacionar esses fatores com a resistência à ferrugem, causada pelo fungo Puccinia psidii. Para o estudo anatômico e dos óleos essenciais, foram selecionados clones com diferentes graus de resistência, sendo o clone A resistente, o clone B suscetível e o clone C altamente suscetível. Para a microscopia eletrônica de varredura foram selecionados os clones A e C. Através da anatomia quantitativa da região internervural da folha, o clone A apresentou diferenças estruturais que podem estar ligadas à resistência desse material, como: maior espessura das cutículas abaxial e adaxial, maior espessura do parênquima paliçádico adaxial, maior % de parênquima paliçádico, maior número e área de cavidades oleíferas, menor espessura da epiderme abaxial e menor espessura e % de parênquima lacunoso. Estes parâmetros podem dificultar a penetração do patógeno e a sua colonização nos tecidos do hospedeiro. Além disso, o estudo anatômico ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: resistance could be related to the existence of substances that are toxic to microorganisms. The biochemical reactions that take place in cells of the host produce substances that are toxic to the pathogen or create adverse conditions for their growth inside the plant, significantly contributing toward resistance. In addition to biochemical factors, there are structural defense mechanisms that act by conferring resistance to the host against infection by pathogens. This work's objective was to quantify leaf anatomical characters at three developmental stages (E1, E3, and E5); analyze Puccinia psidii pathogenesis via leaf micromorphology; and characterize the essential oils composition of eucalyptus clones, in order to establish a relationship between essential oils study, clones with different degrees of resistance were selected as follows: clone A was considered resistant, clone B susceptible, and clone C highly susceptible. Clones A and C were selected for scanning electron microscopy. By quantitative anatomy of the leaf interveinal region, clone A exhibited structural differences that could be linked to resistance in this material, such as: greater thickness of the abaxial and adaxial cuticles, greater thickness of the adaxial palisade parenchyma, greater palisade parenchyma percentage, higher number and area of oleiferous receptacles, smaller thickness of the abaxial epidermis, and smaller thickness and percentage of spongy parenchyma. These parameters can make it difficult for the pathogen to penetrate and colonize host tissues. In addition, the anatomical study allowed the discrimination of the first leaf stage in the highly susceptible clone in relation to the others, indicating a relationship between these characters and rust, since the disease occurs preferably on young leaves and organs at...(Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Edson Luis Furtado / Coorientador: Roberto Antonio Rodella / Banca: Marcia Ortiz Mayo Marques / Banca: Marília Contin Ventrella / Mestre

Orientador: Silvia Rodrigues Machado / Banca: Rita de Cássia S. Maimoni Rodella / Banca: Simone de Pádua Teixeira / Resumo: Diplopterys pubipetala é uma malpiguiácea amplamente distribuída pelo Brasil e apresenta glândulas no cálice, corola, estames e folhas, cuja estrutura, funcionamento e significado ecológico são desconhecidos. Com o objetivo de entender a dinâmica de secreção e o papel destas glândulas, foram estudados aspectos anatômicos, histoquímicos e ultraestruturais, além de registros fenológicos e do comportamento dos visitantes em uma população ocorrente em área de cerrado. As glândulas calicinais estão dispostas aos pares na face abaxial das sépalas, são conspícuas e constituídas por epiderme secretora em paliçada e parênquima especializado vascularizado por xilema e floema. As glândulas da corola ocorrem nas margens fimbriadas de todas as cinco pétalas. São diminutas e constituídas por epiderme secretora unisseriada envolvendo um pequeno grupo de células parênquimáticas vascularizadas ou não. As glândulas presentes na pétala posterior são vascularizadas e estruturalmente mais desenvolvidas do que as glândulas presentes nas pétalas laterais, não vascularizadas. Nos estames o conectivo apresenta superfície secretora constituída por células epidérmicas globulares. Constatou-se que todas as glândulas florais desempenham funções como atrativos primários ou secundários; além disto, o conectivo glandular está relacionado também com o aumento da eficiência na transferência de pólen, sendo fundamentais na manutenção da interação com os vetores de pólen e na reprodução da população de D. pubipetala estudada. Os nectários são diminutos e distribuídos na margem do limbo, sendo mais desenvolvidos os localizados na base e no ápice do limbo. Estes nectários são anatomicamente semelhantes às glândulas do cálice, entretanto são vascularizados predominantemente por floema. São ativos unicamente em folhas jovens e sua secreção representa... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Diplopterys pubipetala is a Malpighiaceae species widely distributed in Brazil and presents glands in calyx, corolla, stamens and leaves whose structural, functional and ecological aspects are unknown. In order to understand the secretion dynamic and the role of these glands, anatomical, histochemical and ultrastructural aspects were studied, besides phenological and visitors behavior records in a cerrado population. The calyx glands occur in pairs in the sepal abaxial surface and are constituted by secretory epidermis and specialized parenchyma with vascular supply of xylem and phloem. The corolla glands occur in the fimbriate margins of all the five petals. They are very small and constituted by unisseriate secretory epidermis that involves a small group of parenchyma cells vascularized or not. The posterior petal glands are vascularized and structurally more developed than lateral petal glands which are not vascularized. In the stamen, the connective shows secretory surface constituted by globular epidermal cells. All these floral glands play important roles as primary and secondary attractive; furthermore, the glandular connective is also related to the increase of pollen transfer efficiency, being essential for maintenance of the interactions with pollen vectors and in the reproduction of D. pubipetala studied population. The nectaries are very small and occur in all the margin of the leaf blade, being more developed these located in the apex and in the base. These nectaries are anatomically similar to the calyx glands, although are vascularized predominantly by phloem. They are only active in young leaves whose secretion represents a food resource for aggressive ants, suggesting the existence of benefical interactions between nectaries and ants. The histochemical tests revealed that the secretion is predominantly lipophilic in floral glands and predominantly hidrophilic in the leaf... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-05-10Bitstream added on 2014-06-13T18:40:28Z : No. of bitstreams: 1 marques_rp_dr_botfca.pdf: 1079511 bytes, checksum: 05a89961e7b31141dc02969e2c9d9a12 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O objetivo desse trabalho foi avaliar a seletividade dos herbicidas bentazon, nicosulfuron, halosulfuron, oxadiazon e 2,4-D aplicados em pós-emergência sobre as espécies Axonopus compressus (grama São Carlos), Paspalum notatum (grama Batatais), Stenotaphrum secundatum (grama Santo Agostinho) e Zoysia japonica (grama Esmeralda) e relacionar a seletividade destes herbicidas com a anatomia foliar destas espécies de gramas. As quatro espécies de grama apresentavam 48 meses de idade no momento da aplicação dos tratamentos. Os tratamentos constituíram-se pela aplicação dos herbicidas bentazon (720 g ha-1), nicosulfuron (50 g ha-1), halosulfuron (112,5 g ha-1), oxadiazon (875 g ha-1) e 2,4-D (698 g ha-1), além de uma testemunha sem aplicação, para cada espécie avaliada. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso com quatro repetições. As avaliações de fitotoxidade das espécies de gramas foram realizadas a cada 7 dias após a aplicação dos herbicidas (DAA), até o desaparecimento dos sintomas. Para se proceder à análise anatômica das quatro espécies de gramas estudadas, o material foliar foi amostrado ao acaso na parcela, coletando-se as folhas inteiramente expandidas aos 7o, 21o e 35o dias após a aplicação dos herbicidas. Avaliou-se os caracteres quantitativos das regiões da nervura central (quilha) e da região compreendida entre a nervura central e a margem do limbo (asa). Os caracteres anatômicos foliares quantitativos analisados foram a porcentagem de epiderme das faces adaxial e abaxial, feixe vascular, bainha do feixe vascular, esclerênquima, parênquima, número e distância entre os feixes e espessura foliar. Avaliou-se também os caracteres morfológicos das gramas como a altura de planta, número e comprimento das inflorescências, número de estômatos e tricomas e massa... / The aim of this study was to evaluate the selectivity of the herbicides bentazon, nicosulfuron, halosulfuron, oxadiazon and 2,4-D applied in post-emergence on the Axonopus compressus (broadleaf carpetgrass), Paspalum notatum (bahiagrass), Stenotaphrum secundatum (St. Augustine grass) and Zoysia japonica (japanese lawn grass), and correlate the selectivity of these herbicides with the leaf anatomy of these species of grasses. The four species of grass had 48 months of age at the time of treatment application. The treatments were bentazon (720 g ha-1), nicosulfuron (50 g ha-1), halosulfuron (112.5 g ha-1), oxadiazon (875 g ha-1) and 2.4 D (698 g ha-1), and an untreated control for each species studied. The experimental design was randomized blocks design with four replications. Evaluations of phytotoxicity of species grasses were taken every seven days after herbicide application (DAA) until symptoms subside. To make the anatomical analysis of four species of grasses studied, the leaf material was sampled at random from the plot, collecting the expanded leaf leaves at 7, 21 and 35 days after herbicide application. It assessed the following quantitative traits regions of the midrib (keel) and the region between the midrib and the margin of the lamina (wing). The quantitative leaf anatomical characters were analyzed: the percentage of the adaxial epidermis and abaxial epidermis, vascular bundle, vascular bundle sheath, sclerenchyma, parenchyma, number and distance between the bundle vascular and leaf thickness. Evaluated the morphology of grasses such as plant height, number and length of inflorescences, number of stomata and trichomes and shoot dry matter. The results of phytotoxicity of herbicides on four species of... (Complete abstract click electronic access below)

A escaldadura das folhas, causada pela bactéria Gram-negativa Xanthomonas albilineans, é uma das doenças mais importantes que afetam o cultivo da cana-de-açúcar, causando significativa diminuição da produtividade, necessidade de reforma precoce dos canaviais e queda da qualidade do caldo extraído. O impacto dessa doença somado à ausência de agentes químicos ou biológicos para o controle estimula a pesquisa para a descoberta e desenvolvimento de moléculas bioativas como candidatos a novos defensivos agrícolas. Nesse contexto, a enzima N5, N10-metilenotetrahidrofolato desidrogenase ciclohidrolase (FolD) destaca-se como potencial alvo molecular. O projeto de doutoramento visou a caracterização estrutural e funcional da FolD de X. albilineans (XaFolD), além da triagem de moléculas candidatas a inibidores. Para tanto, foram conduzidos estudos integrados em biologia molecular estrutural e química biológica. A expressão heteróloga e purificação da XaFolD resultaram na produção de proteína funcional e adequada aos ensaios de cristalização. A caracterização das atividades desidrogenase e ciclohidrolase da XaFolD indicou os valores de KM para os substratos de ambas as reações, N5, N10-metileno-tetrahidrofolato (50 ± 10 µM) e N5, N10-metenil-tetrahidrofolato (32 ± 3 µM) e do cofator NADP+ (688 ± 81 µM). A estrutura da XaFolD na forma apo, elucidada a 2,1 Å de resolução, revelou uma proteína constituída por 11 hélices alfa e 9 fitas beta distribuídas em um domínio N-terminal catalítico e um domínio C-terminal de ligação ao dinucleotídeo. A enzima pura foi utilizada para a triagem de 1.124 fragmentos por interferometria de biocamada (BLI) e foram identificados três ligantes, DDD00808259 (KD = 260 μM), DDD01305586 (KD = 3 mM) e DDD00100784 (KD = 210 μM), com valores de afinidade na faixa do submilimolar até baixo milimolar. Paralelamente, uma abordagem computacional foi empregada para a triagem virtual de base de dados de compostos como candidatos a ligantes da XaFolD. Os critérios utilizados resultaram na seleção e aquisição de 31 compostos de diferentes classes químicas para avaliação da atividade inibitória frente a enzima alvo. Por fim, ensaios fenotípicos de triagem de inibidores resultaram na descoberta de compostos capazes de inibir o crescimento in vitro de X. albilineans. Dentre os inibidores identificados o composto THP2 apresentou a maior potência, com valor determinado de EC50 igual a 23 ± 2 μM. Os dados estruturais, cinéticos e biofísicos obtidos nesta tese de doutoramento formam a base experimental e computacional para a descoberta e planejamento de inibidores candidatos a novos agroquímicos para o tratamento da escaldadura das folhas. / The leaf scald disease is a severe condition which affects sugarcane crops. Leaf scald is caused by the Gram-negative bacteria Xanthomonas albilineans and it has a dramatic impact on crop productivity, including the yield reduction and dropping the quality of the juice. The impact of this disease besides the absence of chemical or biological agents to treat it stimulates the research towards the discovery and development of bioactive molecules as lead candidates to new agrochemicals. In this context, the enzyme N5, N10-methylenetetrahydrofolate dehydrogenase-cyclohydrolase (XaFolD) stands out as a potential molecular target. Facing this scenario, the PhD project comprised the structural and functional characterization of X. albilineans FolD (XaFolD) and the screening of molecules to identify inhibitors. For this purpose, integrated studies in structural molecular biology and biological chemistry have been carried out. Suitable protein for crystallization and kinetic assays was produced by heterologous expression. The XaFolD dehydrogenase and cyclohydrolase activities were characterized, revealing KM values of 50 ± 10 µM for N5, N10- methylenetetrahydrofolate, 32 ± 3 µM for N5, N10-methenyltetrahydrofolate, and 688 ± 81 µM for NADP+. The structure of XaFolD in the apo form was elucidated at 2.1 Å resolution and it revealed a protein consisting of 11 alpha helices and 9 beta sheets distributed in the catalytic N-terminal domain and the C-terminal dinucleotide binding domain. Screening of 1,124 fragments by biolayer interferometry (BLI) revealed three ligands, DDD00808259, DDD01305586 and DDD00100784, with determined KD values of 260 µM, 3 mM and 210 M, respectively. Furthermore, a virtual screening was performed to identify XaFolD ligands. As a result, 31 chemically diverse compounds were selected to be evaluated by potency assays. Additionally, phenotypical assays against X. albilineans have been performed and inhibitors were identified. Among them, the compound THP2 presented the highest potency, with a determined value of EC50 equal to 23 ± 2 µM. The structural, kinetic, and biophysical data obtained in this PhD thesis provide the molecular basis for discovering and planning bioactive molecules as agrochemicals to control leaf scald disease.

O destaque da cana-de-açúcar como fonte de energia renovável tem motivado a busca por melhorias no processo de cultivo e processamento da planta, buscando o aumento da produtividade dos canaviais. Dentre os fatores limitantes para o aumento da produção de cana-de-açúcar, destaca-se a ocorrência de fitodoenças, como por exemplo a escaldadura das folhas, causada pela bactéria Xanthomonas albilineans. Essa doença causa a diminuição do valor energético do caldo extraído da planta, e a ausência de tratamento químico ou biológico acarreta na necessidade de reforma precoce dos canaviais, causando perdas significativas para o agronegócio brasileiro. Portanto, existe uma grande necessidade no desenvolvimento de novas moléculas capazes de atuar como defensivos agrícolas com eficiência e especificidade. Neste trabalho, duas estratégias foram empregadas para a identificação de moléculas como potenciais candidatos a agroquímicos. Na primeira, avaliou-se o potencial inibidor de moléculas de origem natural ou sintética em ensaios fenotípicos contra a cultura de X. albilineans, identificando dois derivados, um de nitrotiofeno e um de nitrofurano, capazes de inibir o crescimento bacteriano. Na segunda estratégia, duas enzimas da via de biossíntese de folatos, 2-amino-4-hidroxi-6-hidroximetil di-hidropterina pirofosfoquinase (XaHPPK) e 7,8-di-hidroneopterina aldolase (XaDHNA), foram selecionadas como alvos moleculares. Métodos em biologia molecular e biologia estrutural foram empregados para a obtenção de proteínas puras e solúveis, visando-se a elucidação das estruturas tridimensionais e caracterização bioquímica dos alvos. Estudos de desnaturação térmica foram conduzidos para determinação da afinidade da XaHPPK pelo substrato natural 7,8-di-hidropterina (Kd = 97 ± 3 µM). Os experimentos de biologia estrutural resultaram na determinação da estrutura da XaHPPK a 2,3 Å de resolução (PDB ID, 5VSP) com o grupo espacial P212121. A obtenção da estrutura a alta resolução permitiu a aplicação de estratégias computacionais para a descoberta de potenciais inibidores. Os estudos da XaDHNA possibilitaram a coleta de um conjunto de dados à 3,5 Å de resolução, no grupo espacial I422. Os experimentos e resultados obtidos neste doutorado ampliam o conhecimento sobre a via de biossíntese de folatos em X. albilineans e abrem o caminho para a descoberta de novos inibidores antibacterianos utilizando técnicas baseadas na estrutura do alvo. / The importance of sugarcane as a source of renewable energy has pushed researchers to search for improvements in the process of cultivation and processing of the plant, looking after increase the productivity of sugarcane crops. Among known facts that limits sugarcane production, we highlight the occurrence of plant diseases, such as leaf scald, a bacterial disease caused by Xanthomonas albilineans. This disease decreases the energetic value of the broth extracted from the cane, and the absence of chemical or biological treatment entails the need for early refresh sugarcane plantations, causing significant losses for Brazilian agribusiness. Therefore, the economic interest in the development of new molecules capable of acting as agricultural defenses with efficiency and specificity is motivating. Acting on the essential biochemical pathways of the pathogen is a recurring strategy in the development of bioactive molecules. Thus, several inhibitor identification strategies were used. Firstly, the inhibitory potential of molecules from natural or synthetic origins were evaluated in phenotypic assays against the culture of X. albilineans, identifying two nitrothiophene and nitrofuran derivatives capable of inhibiting bacterial growth at 2 mM. In another strategy, the essential pathway of X. albilineans for folate biosynthesis was selected and two proteins of this pathway investigated: 2-amino-4-hydroxy-6-hydroxymethyl dihydropteridine pyrophosphokinase (XaHPPK) and 7,8-dihydroneopterin aldolase (XaDHNA). Both molecular biology and structural biology methods were used to obtain pure and soluble proteins, aiming the obtaining of three-dimensional structures and biochemical characterization of targets. Studies with the XaHPPK protein for kinetic characterization made possible to calculate the Kd apparent (Kd = 97 ± 3 μM) for the substrate 7,8-dihydropterin. Structural biology experiments resulted in a 2.3 Å resolution structure in the space group P212121, available in the PDB under the 5VSP identifier. Structure based drug design for XaHPPK structure, SBDD, were performed using ZINC15 database with hierarchical filters and the Glide docking software. The XaDHNA studies enabled the collection of a set of data at 3.5 Å resolution in the space group I422. The experiments and results obtained in this doctorate increase the knowledge about the folate biosynthesis pathway in X. albilineans and open the way for the discovery of new antibacterial inhibitors using structure based drug design.

A região cárstica de Lagoa Santa (MG) apresenta uma das evidências de ocupação humana mais antiga das Américas, datada do final do Pleistoceno e início do Holoceno. Um intenso registro arqueológico é observado nos períodos compreendidos entre 10.000 a 8.000 anos AP (antes do presente) e 2.000 a 1.000 anos AP. No período intermediário (Holoceno Médio) observa-se nos sítios arqueológicos uma minimização da representação desses vestígios. Autores denominaram esse período de \"Hiato do Arcaico\" que sugeriria que essas populações teriam emigrado por conta de eventos de seca na região, corroborados por dados provenientes da palinologia. O sítio paleontológico RMT-1, situado na região, pertence à bacia do Ribeirão da Mata e contém sedimentos de natureza aluvial datados entre 5.800-4.500 anos AP. e 2.500-1.500 anos AP. Neles estão contidos restos vegetais (pólen, lenho e folhas fósseis). O presente trabalho teve como objetivo principal identificar taxonomicamente assembléias fósseis de folhas por meio da morfologia com a finalidade de reconhecer com quais características fisionômicas atuais essa assembléia mais se assemelharia. As análises de similaridade confrontadas com 47 listas florísticas do Brasil demonstraram que houve alta correlação com Florestas Estacionais Semideciduais e formações de Cerrado. Não foi possível confirmar nem refutar a hipótese do \"Hiato do Arcaico\" já que não houve a presença de taxa que representariam exclusivamente um clima marcadamente seco, entretanto, sugere-se uma estacionalidade nas formações vegetais mais pronunciada ou uma associação fisionômica diferente das vegetações atuais expressadas por mosaico vegetacional. / The karst region of Lagoa Santa (MG) has one of the most ancient evidences of human occupation in Americas, dated from the end of the Pleistocene and beginning of the Holocene. An intense archaeological register is observed in periods between 10.000 to 8.000 years BP (before present) and 2.000 to 1.000 years BP. In the intermediary period (mid-Holocene) a decrease on the representation of these remains could be observed in the archaeological sites. Authors called this period \"Archaic Gap\" which suggests that these populations have migrated due to drougth events in the region that are corroborated by data from the palinological studies. The paleontological site RMT-1, situated in the same region, belongs to the basin of the Ribeirão da Mata and contains sediments of alluvial nature that are dated from 5.800-4.500 years AP. to 2.500-1.500 years BP. In these sediments plant remains (pollen, wood and fossil leaves) were found. The present study aims to identify fossil assemblages of leaves through the morphology to recognize which present physiognomy is closer to the assemblage. The analyses of similarity faced this assemblage with 47 floristical lists from Brazil, and demonstrated that there was a high correlation with semi-decidous stationary forests and cerrado. It was not possible to confirm neither to refute the hypothesis of the \"Archaic Gap\" since there was no observed taxa that could represent exclusively a markedly dry climate However, a more pronounced seasonality in the plant formations or a physiognomic association different from the present vegetational mosaics are suggested.

Este trabalho integrou um projeto mais amplo, envolvendo uma equipe multidisciplinar da UFRGS, contando com o apoio da EMATER/RS e da ECOCITRUS, intitulado "Produção de mudas e frutas cítricas, com manejo ecológico, em viveiros e pomares contaminados com cancro cítrico". O principal objetivo do projeto foi estudar a viabilidade da produção de citros com manejo ecológico. Para isto, além da dinâmica populacional do minador dos citros e seus inimigos naturais, foram estudadas doenças foliares, fungos associados a cochonilhas, fungos micorrízicos e a dinâmica populacional da mosca-das-frutas (Dip.: Tephritidae) nos mesmos pomares. Baseado na idéia de pesquisa participativa, que busca a ação social através da transferência horizontal de conhecimento entre produtores e pesquisadores (Cooper & Denning, 2001), foram avaliadas alternativas de controle das principais pragas e/ou doenças com a associação de novas tecnologias e o resgate da cultura regional.

Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-08-15T12:36:55Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3649507 bytes, checksum: b7ccabff5d4b662543192a463047bdac (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-15T12:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3649507 bytes, checksum: b7ccabff5d4b662543192a463047bdac (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Em Calolisianthus speciosus, espécie endêmica do cerrado e dos campos rupestres no Brasil, estruturas secretoras diversas foram reportadas. Coléteres ocorrem na inserção das folhas e no interior do cálice, nectários florais (nas sépalas e pétalas), nectários extraflorais (na lâmina foliar) e disco glandular na base do ovário. Nos trabalhos de campo realizados foram notadas formigas se alimentando da secreção presente no ápice das pétalas de C. speciosus. Anatomicamente os coléteres e os nectários foliares foram descritos, entretanto, faltam informações que esclareçam se existe diferenças entre as estruturas foliares e florais, sobre a estrutura secretora do disco floral e da pétala. No presente estudo objetivamos 1. comparar anatomicamente os coléteres e os nectários foliares e calicinais; 2. descrever anatomicamente a glândula relatada para a base do ovário; 3. Identificar que estrutura é responsável pela secreção observada no ápice das pétalas; 4. investigar os compartimentos celulares envolvidos no processo de síntese e exsudação da secreção produzida pelos nectários e pelos coléteres. Amostras de sépalas, pétalas, folhas e disco do ovário foram coletadas em diferentes estágios de desenvolvimento e processadas conforme metodologia usual para os estudos anatômicos, histoquímicos e ultraestruturais. Os coléteres foliares e calicinais são sésseis ou curto pedunculados e apresentam uma cabeça multicelular secretora com grandes espaços intercelulares onde se acumula a secreção mucilaginosa. Compostos fenólicos, carboidratos e proteínas também foram detectados nos coléteres foliares e sepalares. Numerosos dictiossomos e mitocôndrias estão em consonância com a produção de secreção predominantemente mucilaginosa, embora REG e leucoplastos também sejam observados e devam estar relacionados com a síntese de proteínas, compostos lipídicos e fenólicos. A secreção produzida no citoplasma atravessa a membrana plasmática e permanece nos espaços periplasmáticos, até atravessar a parede que exibe um afrouxamento e dissolução da lamela média. Posteriormente, a secreção de aspecto granuloso e denso (fases hidrofílica e lipofílica) se acumula nos amplos espaços intercelulares das células centrais. A exsudação ocorre sem o rompimento da cutícula pelas células secretoras superficiais. Os nectários florais e foliares são microscópicos, avascularizados e constituídos por 3 a 5 células de paredes labirínticas que delimitam uma célula secretora central e formam agregados na base e ápice das folhas, face abaxial do cálice e ápice das pétalas. A secreção produzida é rica em polissacarídeos, e o açúcar predominante no néctar é a glicose. Polissacarídeos também foram evidentes na região da parede labiríntica e proteínas no citoplasma das células radiadas dos nectários. As paredes labirínticas aumentam a superfície de contato com o citoplasma das células radiadas onde o pré-néctar é convertido em néctar e conduzem a secreção até a célula central, onde é acumulado. A exsudação ocorre através do rompimento da cutícula da célula central devido acúmulo da secreção no espaço subcuticular. As células epidérmicas do disco do ovário, embora apresentem características secretoras e sejam intensamente vascularizadas por floema, reagiram somente aos testes para compostos lipídicos. Assim, estudos futuros são necessários para esclarecer a funcionalidade desta estrutura. / Calolisianthus speciosus is an endemic specie to the Brazilian “cerrado” and “campos rupestres”. Secretory structures have already been reported in such species. Colleters are found on the base of both leaves and sepals, floral nectaries (on sepals and petals), extrafloral nectaries (on leaf blade) and a glandular disc at the base of the ovary. Ants feeding on the secretion present at the petal apex of C. speciosus were observed during field expeditions. Although colleters and leaf nectaries have been anatomically described, studies are still required to make clear whether there are or not differences between the foliar and floral secretory structures. Moreover, the secretory activity of the the glandular disc at the base of the ovary has not been yet elucidated as well as the anatomical structure responsible for the exudates at the petal apex. Therefore, this study aimed at (1) anatomically comparing the foliar and sepal colleters and nectaries, (2) anatomically describing the gland reported at the base of the ovary, (3) identifying which structure is responsible for the exudates secretion observed at the petal apex, and (4) investigating the cellular structures involved in the process of synthesis and exudation of the secretion produced by both nectaries and colleters. Samples of sepals, petals, leaves and glandular disc were collected at distinct stages of development and subject to standard techniques for anatomical, histochemical and ultrastructural studies. The leaf and sepal colleters are sessile or short stalked and present a multicellular secretory head with large intercellular spaces where mucilaginous secretion is accumulated. Phenolic compounds, carbohydrates and proteins were also detected in leaf and sepal colleters. Numerous dictyosomes and mitochondria are in accordance with the predominance of mucilaginous secretion, although granular endoplasmic reticulum and leucoplasts are also observed and are likely related to the synthesis of proteins, lipid and phenolic compounds. The secretion produced in the cytoplasm go through plasma membrane and remains at the periplasmic space until trespassing the cell wall where it is accumulated in the intercellular spaces formed by dissolution of the middle lamella. Subsequently, the granular dense secretion (hydrophilic and lipophilic phases) accumulated exudes without bursting of the epidermal cell cuticle. Flower and leaf nectaries are microscopic, non-vascularized and made up of 3-5 cells with labyrinthic walls which make the boundaries of a central secretory cell. Such secretory cells form aggregates at the base and apex of the leaves, on the abaxial side of the sepals and petal apex. The secretion produced is rich in polysaccharides, and the predominant sugar is glucose. Polysaccharides were also evident in the region of the labyrinthic wall and proteins in the cytoplasm of the radiated cells of nectaries. The labyrinthic walls increase the surface contact with the cytoplasm of the radiated cells where the photo- assimilates are converted into nectar and transfered to the central cell, where it is accumulated. Exudation occurs through rupture of the cuticle of the central cell due to accumulation of secretion at the subcuticular space. The epidermal cells of the glandular disc bear secretory features and are intensely vascularized by phloem, only positive results to lipid compounds were observed. Future studies are required to clarify the functionality of such structure.

Orientador: Sonia Nair Bao / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T17:33:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fank-de-Carvalho_SuzaneMargaret_D.pdf: 16381065 bytes, checksum: 37dffed971377c79c257dea1b955e34c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A família Amaranthaceae no sensu lato, incluindo Chenopodiaceae, é formada por cerca de 2.360 espécies, 145 delas encontradas no Brasil; 94 espécies subsistem em diversas fitofisionomias do Bioma Cerrado, 71 são endêmicas de diferentes regiões e biomas brasileiros e 27 aparecem em listas regionais de espécies ameaçadas de extinção. Visando contribuir para o conhecimento das espécies dessa família, foram estudados aspectos ecológicos, micromorfológicos, anatômicos e ultraestruturais de folhas de Amaranthaceae nativas do Brasil, com ênfase nos gêneros Alternanthera, Gomphrena, Froelichiella, Hebanthe e Pfaffia. As espécies nativas de regiões abertas de cerrado apresentam adaptações que favorecem a sobrevivência em condições adversas (seca e fogo), tais como raízes tuberosas ou lenhosas e xilopódios, hábito herbáceo e/ou subarbustivo, pilosidade densa nas porções aéreas, senescência de ramos aéreos durante as fases mais secas, dependência de fogo ou chuva para rebrotação e/ou floração, frutificação rápida seguida de dispersão anemocórica, epidermes com cutículas bem desenvolvidas e metabolismo fotossintético C4. O comportamento pirofítico das espécies favorece o estabelecimento pioneiro das mesmas, principalmente nas áreas abertas do Cerrado. As superfícies foliares de algumas espécies do gênero Gomphrena apresentam cristais de cera epicuticular do tipo plaquetas, orientadas paralelamente, aspecto anteriormente descrito apenas em espécies de Chenopodiaceae. Em duas espécies foram encontrados fungos Ascomyceto colonizando folhas, cujos aspectos ultraestruturais foram descritos. A anatomia Kranz foi caracterizada em seis espécies do gênero Gomphrena, que também possuem cloroplastos dimórficos, demonstrando estrutura foliar compatível com o metabolismo fotossintético C4. Na análise das duas espécies do gênero Alternanthera (uma C3 e outra intermediária C3-C4) verificou-se que a posição das organelas nas células da bainha pode ser um elemento chave na determinação do tipo metabólico. As espécies de Froelichiella, Hebanthe e Pfaffia possuem anatomia e ultraestrutura compatíveis com o metabolismo C3. A anatomia foliar e a ultraestrutura das espécies estudadas apresentam um padrão já descrito para outras espécies da família Amaranthaceae, exceto para os gêneros Hebanthe e Froelichiella, cuja descrição anatômica e ultraestrutural foi realizada pela primeira vez. A evolução do metabolismo C4 pode estar relacionada, pelo menos em parte, ao desenvolvimento da anfiestomia associada à maior espessura do limbo foliar em espécies herbáceas. Plastoglóbulos bem desenvolvido foram encontrados em cloroplastos de algumas das espécies do Cerrado e parecem associados aos mecanismos de defesa, além do metabolismo de lipídios. A família Amaranthaceae pode ser um bom marcador da biodiversidade de dicotiledôneas de pequeno porte e da capacidade de regeneração das áreas de campos rupestres, campos úmidos e outros tipos de vegetação aberta dos cerrados. A riqueza de informações obtidas durante o estudo de espécies dessa família ilustram a importância da ampliação das pesquisas básicas e aplicadas em suas espécies, especialmente as que ocorrem naturalmente no Cerrado. A ampliação do conhecimento relativo à anatomia e à especialização das organelas de diferentes gêneros para o metabolismo fotossintético pode contribuir para o entendimento da evolução da via C4 e do ambiente onde as plantas se especializaram. O estudo do Bioma Cerrado pretende ampliar as justificativas para esforços de preservação de sua biodiversidade. / Abstract: The Amaranthaceae family sensu lato, including Chenopodiaceae, is comprised of approximately 2,360 species, 145 of them found in Brazil. 94 species exist in various vegetation types of the Cerrado, 71 are endemic to different regions and Brazilian biomes, and 27 appear in regional lists of endangered species. To contribute to the knowledge of this family species the ecological aspects, micromorphology, anatomy and ultrastructure of leaves of brazilian Amaranthaceae were studied, with emphasis on the genera Alternanthera, Gomphrena, Froelichiella, Hebanthe and Pfaffia. The native species of open areas of Cerrado (a savannah-like vegetation) exhibit adaptations that promote survival in adverse conditions (drought and fire), such as tuberous or woody roots, xylopodium, herbaceous or subshrub habit, dense pubescence in aerial portions, senescence of shoots and leaves during the driest season, dependence on rain or fire to resprout and/or flowering, fruiting followed by rapid wind dispersion, tick cuticle on epidermis and C4 photosynthetic metabolism. The species' fire behavior favors their establishment as pioneers, especially in open areas of the Cerrado. Leaf surfaces of some species of the genus Gomphrena present epicuticular wax crystals in platelet form, oriented in parallel, an aspect previously described only in Chenopodiaceae species. In two of the species studied Ascomycete fungi were found colonizing its leaves, and ultrastructural aspects were described. Kranz anatomy was found in six species of the genus Gomphrena, which also have dimorphic chloroplasts, showing leaf structure compatible with the C4 photosynthetic metabolism. In the analysis of two species of Alternanthera (a C3 and a C3-C4 intermediate) showed that besides the Kranz anatomy, the position of organelles in bundle sheath cells can be a key element in determining the metabolic type. The Froelichiella, Hebanthe and Pfaffia species have leaf anatomy and ultrastructure consistent with C3 metabolism. The leaf anatomy and ultrastructure have a pattern already described for other species of the Amaranthaceae family, except for the genera Hebanthe and Froelichiella, whose anatomical and ultrastructural aspects were described for the first time. The evolution of C4 metabolism may be related, at least in part, to the development of amphystomy associated with increased leaf thickness in herbaceous species. Large plastoglobuli were found in chloroplasts of some Cerrado species and appear associated with defense mechanisms, and lipid metabolism. The Amaranthaceae family can be a good marker of the biodiversity of nonwoody Eudicotyledons with ability to regenerate areas of rocky fields, wet grasslands and other open vegetation of the cerrado. These results illustrate the importance of expansion of basic and applied research in Amaranthaceae species, especially those that occur naturally in Brazilian cerrados. The expansion of knowledge concerning the anatomy and the specialization of organelles of different genera to perform its photosynthetic metabolism may contribute to understanding of the evolution of C4 pathway and the environment where plants specialize. The study of Cerrado Biome aims to broaden the justification for efforts to preserve its biodiversity. / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Orientadores: Marilia de Moraes Castro, Luiza Sumiko Kinoshita / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T16:16:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rio_MariaCarolinaScatolindo_D.pdf: 12559404 bytes, checksum: b84a7169102130253e06c4af6c968547 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A anatomia foliar de quatro espécies de Forsteronia que ocorrem em cerrados paulistas foi investigada com o objetivo de identificar caracteres morfo-anatômicos úteis para a identificação das espécies semelhantes em estádio vegetativo. Onze caracteres foliares foram levantados, dois macromorfológicos e nove anatômicos, permitindo diferenciar F. australis de F. glabrescens e F. pubescens de F. thyrsoidea. A anatomia das domácias e os coléteres sésseis e ramificados foram descritos pela primeira vez para órgãos vegetativos de Apocynaceae. A detecção de mucilagem na secreção dos coléteres foliares das quatro espécies confirma a identificação dessas estruturas. Os coléteres são marginais ou axilares, de acordo com a região em que se originam no primórdio foliar. Em ramos completamente desenvolvidos, os marginais são caducos e suas cicatrizes ocupam posição interpeciolar; os axilares são persistentes e posicionam-se sobre a nervura mediana na base da lâmina foliar. Em todos os tipos estruturais (padrão, séssil e ramificado), a secreção é produzida por uma epiderme em paliçada que reveste o eixo central parenquimático. Os coléteres marginais de F. glabrescens produzem inicialmente mucilagem, passando a secretar compostos fenólicos em uma segunda fase de secreção. O estudo histoquímico de ápices caulinares vegetativos de F. glabrescens indicou que as células da hipoderme secretora produzem uma mistura heterogênea de ácidos graxos e compostos fenólicos, enquanto o látex é uma emulsão de substâncias lipofílicas, incluindo lipídios neutros, ácidos graxos, compostos fenólicos e alcalóides. Provavelmente, a hipoderme e os laticíferos atuam em conjunto, protegendo o ápice vegetativo de radiação UV e do ataque de herbívoros no cerrado. As estruturas secretoras florais encontradas em F. australis, F. glabrescens, F. pubescens e F. velloziana foram: idioblastos; hipoderme e epiderme, laticíferos; apêndices apicais e epiderme da cabeça do estilete; coléteres calicinais, coléteres bracteolares (apenas em F. pubescens); e nectários. Em F. glabrescens, os idioblastos secretores, as células que constituem os apêndices da cabeça do estilete, a hipoderme de diferentes órgãos (anteras, lacínias da corola e do cálice, e ovário) e a epiderme do nectário produzem ácidos graxos e compostos fenólicos. Três tipos estruturais de coléteres (padrão, séssil ou ramificado) ocorrem indefinidamente distribuídos pela base do cálice. Os cinco nectários podem ser livres ou unidos dois a dois na base (e o quinto livre), ou uma estrutura anelar, dividida em cinco lobos apicais. O ginostégio é formado pela união dos estames com a cabeça do estilete, que é revestida por uma epiderme secretora em paliçada. Em F. glabrescens, a secreção é composta por polissacarídeos. A cabeça do estilete, 5-lobada, apresenta cinco projeções laterais adnatas ao conectivo pela cimentação das paredes das células epidérmicas de ambas as estruturas. A zona de adesão é dividida em duas partes, uma envolvida com a produção e acúmulo de secreção, e outra com o processo de adnação. Essas características do ginostégio, associadas à ocorrência de coléteres calicinais sésseis em Forsteronia, corroboram a exclusão do gênero da tribo Apocyneae e o seu reposicionamento em Mesechiteae. / Abstract: The leaf anatomy of four cerrado species of Forsteronia was investigated in order to determine characters that could help to identify individuals collected in vegetative stage. Eleven characters, two macromorphological and nine anatomical, were surveyed and are useful to differ F. australis from F. glabrescens and F. pubescens from F. thyrsoidea. Domatia and sessile and branched colleters were described for the first time in vegetative organs of species of Apocynaceae. The mucilage detection in the secretion of foliar colleters confirms the identification of these structures on the four species. The colleters are marginal or axilar, in agreement with the region of leaf primordia that they originate. In completely developed branches, the marginal colleters are deciduous and their traces are interpetiolar placed; the axilar colleters are persistent and they are placed upon the midrib, on the base of leaf blade. In all structural types (standard, sessile and branched), the secretion is produced by a secretory epidermis that surrounds the central core of parenchyma. The marginal colleters of F. glabrescens produce mucilage initially and become secretory of phenolic compounds on a second phase of secretion. The shoot apex histochemical analysis of F. glabrescents indicated that the secretory hypodermis produces a heterogeneous secretion containing fatty acids and phenolic compounds, while the latex is an emulsion of lipophilic substances including neutral lipids, fatty acids, phenolic compounds and alkaloids. Probably both the hypodermis and the laticifers protect the shoot apex from UV radiation and from herbivorous in the cerrado vegetation. The floral secretory structures found in F. australis, F. glabrescens, F. pubescens e F. velloziana were: idioblasts, hypodermis and epidermis, laticifers, style-head apical appendages and secretory epidermis; calycine colleters, bracteole colleters (only in F. pubescens); and nectaries. In F. glabrescens, the secretory idioblasts, the cells that constitute the style-head apical appendages, the hypodermis of several organs (anthers, corolla and calyx lobes, and ovary) and the nectary epidermis produce fatty acids and phenolic compouds. Three structural types of colleters (standard, sessile and branched) occur indefinitely distributed on the calyx base. The five nectaries may be free each other or united two and two (the fifth free), or an annular structure divided in five apical lobes. The gynostegium is a structure formed by the union of stamens and style-head; the last is surrounded by a palisade secretory epidermis. In F. glabrescens, the secretion is constituted by polysaccharides. The 5-lobed style-head has the five projecting ribs adnated to the connective by the cementation of the both structures epidermal cells walls. The glue zone is divided in two functional and structural parts, one of them involved in production and storage of secretion, and other involved with the adnation process. These gynostegium characters, associated to occurrence of sessile calycine colleters, support the exclusion of the genus from the tribe Apocyneae and their inclusion in Mesechiteae. / Doutorado / Biologia Vegetal / Doutor em Biologia Vegetal