Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_fabiana_timm.pdf: 495765 bytes, checksum: 1251e3e409572c0a08224d4ed26c4ae3 (MD5) Previous issue date: 2008-06-06 / The bean is a grain of great importance in the human feeding. The bean culture presents several agronomical problems, being the control of weeds of fundamental importance in the income and in the final quality of the product. This control is a lot of times made with the use of pre-emergent herbicides. Thus, the objective was to study the action of pre-emergent herbicides pendimenthalin, trifluralin e metolachlor the physiologic quality of seeds, growth and assimilates partition in bean cultivar BRS Expedito. In laboratory conditions, the physiological quality of seeds and the viability of the bean seeds cultivar BRS Expedito were reduced with the increment of the doses of all herbicides, except for the herbicide pendimenthalin that was shown less prejudicial to the viability and the vigor of bean seeds. The growth of cv. BRS Expedito bean plants in the absence of competition with weeds under greenhouse conditions suffered influence of the action of the herbicides starting from the recommended dose, emphasizing that the herbicide metolachlor prejudices the initial growth and development of the bean plants drastically. However, the used herbicides did not reduce the final accumulation of dry matter in green beans and seeds, and thus these herbicides could be recommended for the use in pre-emergence. / O feijão é um grão de grande importância na alimentação humana. A cultura do feijão apresenta vários problemas fitotécnicos, sendo o controle de plantas daninhas de fundamental importância no rendimento e na qualidade final do produto. Este controle é muitas vezes realizado com o uso de herbicidas pré-emergentes pendimenthalin, trifluralin e metolachlor. Desta forma, o objetivo foi estudar a ação de herbicidas pré-emergentes sobre a qualidade fisiológica de sementes, crescimento e partição de assimilados em feijão cultivar BRS Expedito. Em condições de laboratório, a qualidade fisiológica das sementes de feijão BRS Expedito foi reduzida com o incremento das doses dos herbicidas, com exceção do herbicida pendimenthalin que se mostrou menos prejudicial à germinação e ao vigor das sementes de feijão. O crescimento das plantas de feijão cv. BRS Expedito na ausência de competição com plantas daninhas em casa de vegetação sofreu influência da ação dos herbicidas a partir da dose recomendada, ressaltando que o herbicida metolachlor prejudicou drasticamente os estágios iniciais do crescimento e o desenvolvimento das plantas de feijão. Entretanto, os herbicidas utilizados não reduziram o rendimento final de matéria seca de vagens e sementes, podendo-se recomendar os mesmos para o uso em pré-emergência.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_marilia_carvalho_carneiro.pdf: 420554 bytes, checksum: 1d98e1f75981deb53d68fc556ba8870a (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / This study aimed evaluates parameters related to photosynthesis and antioxidant metabolism in two sunflower cultivars under different water regimes in the initial growth phase. Seeds of the cultivars MG2 and M735 were grown in pots with a capacity of 10 L, using soil as substrate. Thirty days after sowing was done a thinned to four plants per pot, watered daily. Two months after the treatments were established, where a portion of the plants of each cultivar was kept watered daily (control) and another submitted to the full suspension of irrigation (water deficit). After 24 hours, five and twelve days of induction treatment in predawn leaf water potential was measured and leaf chlorophyll content in the early hours. Between 9:00 and 10:00 hours were measured photosynthetic parameters and chlorophyll fluorescence. Then, leaves and roots were collected and stored in a freezer at -80°C for quantification of cell damage and antioxidant enzymes. In response to water stress imposed at the end ofof the evaluations , there was a sharp drop in water potential of both cultivars . On the other hand, the chlorophyll index was down only in cv M735. The decline in leaf water potential reflected in reductions in stomatal conductance, transpiration rate, net assimilation of CO2 and its internal concentration in both cultivars, emphasizing greater reductions in transpiration and internal CO2 concentration, hence increasing efficiency water use for both varieties. The fluorescence of chlorophyll a decreased effective quantum yield photochemistry (FV '/ FM') and produce effective quantum of photosystem II (ΦPS2) in cv MG2. During that same period we observed an increase in the levels of lipid peroxidation, H2O2 content and activity of SOD and CAT, with the greatest difference compared to control, especially in cv M735, which prevented more effectively oxidative stress. / O presente estudo teve por objetivo avaliar parâmetros relacionados à fotossíntese e metabolismo antioxidante em duas cultivares de girassol submetidas a diferentes regimes hídricos, na fase inicial de crescimento. Sementes das cultivares MG2 e M735 foram semeadas em vasos com capacidade para 10 L, utilizando solo como substrato. Trinta dias após a semeadura foi realizado um desbaste mantendo quatro plantas por vaso, irrigadas diariamente. Após dois meses foram estabelecidos os tratamentos, onde uma parcela das plantas de cada cultivar foi mantida irrigada diariamente (controle) e a outra submetida à suspensão total da irrigação (déficit hídrico). Após 24 horas, cinco e doze dias da indução dos tratamentos, na antemanhã foi avaliado o potencial hídrico foliar e nas primeiras horas seguintes o índice de clorofila. Entre 9:00 e 10:00 horas foram mensurados parâmetros fotossintéticos e fluorescência da clorofila a. A seguir, folhas e raízes foram coletadas e armazenadas em freezer a - 80oC para quantificação dos danos celulares e atividade de enzimas antioxidantes. Em resposta ao estresse hídrico imposto, ao final das avaliações, observou-se uma queda acentuada no potencial hídrico das duas cultivares. Por outro lado, o índice de clorofila sofreu queda somente na cv M735. A queda no potencial de água nas folhas refletiu em reduções na condutância estomática, taxa transpiratória, assimilação líquida do CO2 e na sua concentração interna para as duas cultivares, destacando maiores reduções na transpiração e concentração interna de CO2, o que justifica o aumento da eficiência no uso da água para ambas as cultivares. A fluorescência da clorofila a apresentou queda na eficiência quântica fotoquímica efetiva (FV /FM ) e na produção quântica efetiva do FS II (ΦPS2) nas plantas da cv MG2. Nesse mesmo período foi observado aumento nos níveis de peroxidação de lipídios, teores de H2O2 e na atividade das enzimas SOD e CAT, com maior diferença em relação ao controle, principalmente, na cv M735, que evitou de forma mais efetiva o estresse oxidativo.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_anderson_schock.pdf: 1206821 bytes, checksum: 4f2fc22ec8bca43a2893fc6979ea3727 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / Among the many species of plants oleaginous plants that have been studied under the proposal to produce biodiesel, the physics nut (Jatropha curcas L.) has emerged due to large percentage of oil contained in seeds and its adaptive capacity, the soil and... / Dentre as muitas espécies de plantas oleaginosas estudadas sob a proposta de produção de biodiesel, a Jatropha curcas L. tem se destacado em função da grande porcentagem de óleo contido nas sementes e de sua capacidade adaptativa...

A produção e emissão de poluentes é geralmente derivada da alta atividade humana, por meio da utilização dos recursos naturais, desenvolvimento de infraestrutura e construção, atividades agrícolas, desenvolvimento industrial, urbanização, turismo e uma série de outras atividades. Poluente é tudo o que é introduzido pelo homem, de forma direta ou indireta, de substâncias ou energia que resultem ou possam resultar em efeitos adversos a vida. As principais classes de poluentes são os pesticidas, poluentes orgânicos, nutrientes, óleos, isótopos radioativos, metais pesados, patogênicos, sedimentares, lixo e escombros entre outros. O descarte em efluentes aquáticos é uma prática antiga no modo como lidamos com nossos dejetos e em consequência disso, a maioria dos ambientes aquáticos encontram-se poluídos em maior ou menor grau. Dentre os poluentes orgânicos, encontramos uma classe de moléculas denominadas de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA). Os HPAs são uma grande família de compostos derivados da fusão de anéis benzênicos que contém dois anéis benzeno fundidos e seus derivados, até estruturas contendo 10 anéis. A toxicidade dos HPAs é resultado de sua hidrofobicidade. Estes compostos podem induzir mudanças conformacionais na estrutura de biomembranas resultando em aumento em sua permeabilidade. Como consequência, a capacidade fotossintética desses organismos é prejudicada podendo levar a sérios distúrbios na cadeia de transporte de elétrons e desacoplamento da fosforilação oxidativa. O Antraceno (ANT) é uma molécula formada pela fusão de 3 anéis benzênicos e é um dos 16 HPAs prioritários segunda a US EPA, e é classificado como muito tóxico para organismos aquáticos e que pode causar efeitos adversos de longo prazo no ambiente aquático. Além disso, ANT é facilmente fotoxidado a produtos ainda mais tóxicos, especialmente quinonas, que interferem na respiração e na fotossíntese, causando problemas no desenvolvimento das algas levando a falência do ecossistema devido à diminuição da biomassa, deficiência de oxigênio e inibição de processos de desintoxicação. A quantidade de informações referentes aos efeitos causados ao metabolismos destes organismos fotossintetizantes é bastante limitada e para suprir esta carência, utilizamos a microalga modelo Chlamydomonas reinhardtii com a finalidade de ampliar o conhecimento dos efeitos tóxicos de antraceno no metabolismo destes organismos utilizando uma abordagem de metabolômica que utiliza GC-MS. Como resposta metabólica a exposição de ANT, ácidos graxos acumularam em C. reinhardtii. De forma semelhante, outra resposta encontrada foi acumulo de aminoácidos. Com exceção de valina, todos os aminoácidos encontrados em nossa análise por GC-MS se acumularam nas culturas expostas a ANT. Outra molécula importante encontrada em nossas análises foi a glutationa, possivelmente causada pela produção de EROs. Muitos ácidos carboxílicos foram encontrados em nossas análises e entre estes, a via metabólica mais impactada foi o ciclo do glioxilato. Juntamente com acumulo de glioxilato, muitos intermediários do ciclo do ácido cítrico foram encontrados tais como succinato e malato. Para tanto, o acumulo de malato é dependente de glioxilato e acetato, presente no meio de cultura. O produto deste gene catalisa a reação entre glioxilato e acetil-CoA formando malato como produto final. Com estes dados, podemos sugerir que para compensar pela fotossíntese deficiente, o metabolismo heterotrófico de acetato produzindo acetil-CoA é uma fonte importante de energia, e a via de glioxilato tem um papel central durante o estresse causado por ANT. Além disso, a incorporação de carbonos através do ciclo do glioxilato pode permitir a síntese de outras moléculas mais complexas como aminoácidos, lipídeos e carboidratos. / The production and emission of pollutant are often derived from human activities, such as utilizing natural resources, developing infrastructure, agriculture and industry among others. Pollutant is defined as substances or energy introduced into the environment by man, directly or indirectly that may result in adverse effects on life. Pollutants can be divided into various classes including organic, nutrients, oils, radioactive isotopes, heavy metals, pathogenic, sediments, garbage among others. Disposal of sewage on water bodies is an old habit of how we deal with our wastes. Consequently, great part of the aquatic environment becomes polluted in various extents. Among the organic pollutants, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) represents a class of molecules consisting from two or more fused benzene rings and its by-products. Members of this class of compounds have been identified as exhibiting toxic and hazardous properties. Their toxicity is also due to its hydrophobic property that induces conformational changes on membranes, increasing their permeability. Consequently, the photosynthetic capacity of exposed organisms can be harmed, leading to serious imbalances on their electron chain transport and uncoupling oxidative phosphorylation. Anthracene (ANT) is a PAH formed by three fused benezenic rings and is one of the 16 prioritary PAH according to American and European regulatory agencies. ANT is classified as highly toxic for aquatic organisms causing long term effects on environment. Besides, ANT can be easily photooxidated and its products can be even more toxic, specially quinones, that can interfere on respiration and photosynthesis, leading to problems on algae development and ecosystem collapse caused by low biomass, oxygen deficiency and inhibition of detoxification processes. The amount of information about the effects on metabolism of the photosynthetic organisms is limited. Therefore our main goal was to use the model organism Chlamydomonas reinhardtii in order to gain insights on the toxic effects caused by ANT through GC-MS metabolomics approach. A metabolic response to ANT exposure, lipid accumulates in C. reinhardtii. Similarly to fatty acids, another marked physiological response was amino acids accumulation. With the exception of valine, all amino acids found in our GC-MS analysis showed a marked relative accumulation in cultures exposed to ANT. Another important finding was the high level of glutathione, possibly caused by ROS production. Carboxylic acids were also found in our analysis and among them a highly impacted pathway found was glyoxylate cycle. Toghether with the increase accumulation of glyoxylate, many TCA cycle intermediates, like succinate and malate were found. Furthermore, malate accumulation is dependent of glyoxylate and acetate, present in culture media. The product of this gene catalyse the reaction between glyoxylate and acetyl-CoA forming malate as a final product. Taken all together, our findings suggest that to compensate the photosynthesis inhibition, heterotrophic acetate metabolism was activated producing acetyl-CoA an important energy source, and glyoxylate cycle plays a central role during stress caused by ANT. Furthermore, incorporation of carbon through glyoxylate cycle can enable synthesis of more complex molecules like amino acids, lipids and carbohydrates.

A concentração de CO2 na atmosfera tem aumentado progressivamente nos últimos anos. Este aumento é atribuído em sua maior parte à ação humana e à atividades como mudanças no uso da terra, desflorestamento e uso de combustíveis fósseis. É previsto que as mudanças do clima decorrentes desse aumento do CO2 irão impactar de forma significativa na agricultura. A cana-de-açúcar é uma planta de grande importância na economia mundial devido ao seu uso na indústria sucroalcoleira. Neste sentido, conhecer como o aumento de CO2 irá impactar nesta cultura é de importância estratégica para o país e para o mundo. Experimentos com cana-de-açúcar cultivada em elevado CO2 têm demonstrado aumento na taxa de fotossíntese, biomassa e no conteúdo de sacarose. Especula-se que a maior taxa de fotossíntese observada nesses experimentos é regulada por meio da taxa de transporte de elétrons, uma vez que genes relacionados a este processo foram observados com maior expressão em alto CO2. No entanto, os mecanismos que envolvem este processo ainda são desconhecidos. Com o objetivo de compreender os mecanismos envolvidos na regulação e funcionamento da fotossíntese em cana-de-açúcar, este trabalho apresenta dados sobre o ciclo diário de fotossíntese e carboidratos não estruturais, bem como dados fisiológicos, bioquímicos e de expressão gênica de plantas cultivadas em atmosfera enriquecida de CO2. Os resultados obtidos mostram que a regulação da fotossíntese em alto CO2 é dada pela manutenção do crescimento que esta condição proporciona às plantas, uma vez que o cultivo no vaso limita o crescimento na raiz e leva a um possível déficit hídrico. Genes e proteínas relacionados direta ou indiretamente ao processo de transporte de elétrons foram encontrados com expressão diferencial, corroborando os dados obtidos nas medidas in vivo. Por outro lado, os dados mostram pouca variação no sistema de captação de CO2, indicando que a principal regulação da fotossíntese em cana-de-açúcar ocorre por meio do sistema de captura de luz. Foram observados proteínas e genes relacionados com o conteúdo de açúcares e com o crescimento, que podem ser pontos importantes de regulação da fotossíntese em cana-de-açúcar. Com os dados obtidos foi possível inferir que o aumento do CO2 na atmosfera irá beneficiar as plantas de cana-de-açúcar, sendo que pontos de regulação descritos neste trabalho têm potencial de utilização como ferramentas que auxiliem na determinação de cultivares mais produtivos. / The atmospheric CO2 concentration has been increasing progressively along the last years. This increase is attributed mainly to humans action and to land use changes, deforestation and fossil fuel burning. Is it predicted that the global climate changes resulting from CO2 increase will impact significantly agriculture. Sugarcane is very important for worlds economy due to its use for sugar and alcohol industry. In this way, the knowledge of how sugarcane will respond at elevated CO2 is important to design strategies for biofuel production and use in Brazil and in the world. In experiments with sugarcane grown under elevated CO2 sugarcane plants have shown an increase in photosynthesis, biomass and sucrose content. It was then speculated that the higher photosynthesis observed in these experiments might be regulated by electron transport rates, since genes related to this process were observed with higher expression in elevated CO2. However, the mechanisms that are related with this process are still unknown. The aim of this thesis was to understand the mechanisms related in the regulation and functioning of photosynthesis in sugarcane in elevated CO2. This work presents data about diurnal cycle of photosynthesis and non structural carbohydrates, physiology, biochemistry and gene expression. The results show that photosynthesis regulation in elevated CO2 is linked with the plant growth that remains under these conditions, since the pots cause roots growth limitations and leads a possibly water deficit. Genes and proteins were found that are related directly or indirectly to electron transport process as seen from differential expression. This corroborates the data obtained from in vivo measurements. On the other hand, our data show little variation in CO2 capture system, indicating that the mainly regulations of photosynthesis in sugarcane occurs due changes in light capture system. Proteins and genes have been observed that associated with sugar content and growth. These might be key for understanding regulation of photosynthesis in sugarcane. With the data obtained it is possible to speculate that elevation of CO2 will benefit the sugarcane plants in the future. Also, the regulation points described in this work have potential to be used as tools to help finding more productive cultivars.

Os efeitos da aplicação foliar de fósforo (Pi) na condutância estomática (gs) e na fotossíntese (A), foram avaliados em genótipos de feijoeiro, A320, Carioca e Ouro Negro, cultivados em potes numa casa de vegetação. Este estudo foi feito durante o dia após a aplicação foliar de 10 g de Pi L-1, em plantas hidratadas, e durante um período de deficiência hídrica iniciada dois ou cinco dias após a aplicação. Durante o dia após a aplicação de Pi, não foi observado nenhuma diferença, entre os tratamentos com e sem Pi, nas trocas gasosas de ambas as cultivares. Durante a desidratação, a aplicação de Pi não causou aumento de gs, mas causou aumento de A, nas medições às 0900, 1200 e 1500 horas, nas cultivares (Carioca e Ouro Negro), mas com um efeito maior na cultivar Ouro Negro, principalmente às 1200 horas. A eficiência intrínseca do uso da água (EIUA) também foi superior nas plantas com suprimento foliar de Pi. Quanto aos componentes da produção, a aplicação de Pi causou aumento do número de vagens das plantas da cultivar Ouro Negro, sob desidratação. Portanto, a aplicação de Pi foliar pode reduzir o efeito de uma desidratação quando aplicado dois dias antes da suspensão da irrigação. Além disso, o potencial fotossintético (Ac) de Ouro Negro com Pi foi superior ao de A320, com e sem Pi, na seca máxima, e ao A320 sem Pi, na reidratação. A dissipação térmica, não fotoquímica (NPQ), do genótipo A320 sem Pi foi maior que com Pi e que a do Ouro Negro, com e sem Pi, na reidratação, provavelmente devido aos menores valores de A neste tratamento sem Pi. O uso de fosfato de amônio substituindo a uréia ou o sulfato de amônio, que são aplicados aos 25 DAE, é recomendável. / The effects of foliar Pi supplying (Pi) on stomatal conductance (gs) and photosynthesis (A) were measured in genotypes, A320, Carioca and Ouro Negro, grown under greenhouse condition. Measurements of gs and A were taken one day after Pi application (10 g L-1) on well-irrigated plants, and during drought stress period beginning two or five days after Pi supplying. During the day after Pi application, it was not observed any difference on gas exchange of genotypes (Carioca and Ouro Negro) due to the treatments with and without Pi. During water stress, the Pi supplying did not cause increase of gs, however, caused increase of A at 0900, 1200 and 1500 h in both genotypes. This effect was higher when considered Ouro Negro at 1200 h. The intrinsic water use efficiency (IWUE) was also increased in Pi-supplied plants. The Pi supplying caused increase on pod number of Ouro Negro plants under water deficit. These results suggest that the foliar Pi application may reduce the effect of water deficit on photosynthesis when supplied two days before the water withholding. In addition, the O2 evolution (Ac) on Ouro negro with extra Pi was higher than for A320, with or without Pi, at the last day of the mild water deficit, and it was higher than A 320 with extra Pi at rehydration. The non-photosynthetic quenching (NPQ), was higher for A320 without Pi at recovery, probably due to the smaller values of A at this treatment. The use of ammonium phosphate, instead of urea or ammonium sulphate to be applied as usual 25 DAS, is recommended.

O suprimento de proporções de nitrato (NO3-) e amônio (NH4+) no meio de crescimento pode otimizar o metabolismo e o crescimento do Panicum maximum. A toxidez de cobre (Cu) causa estresse oxidativo nas plantas, afetando o metabolismo, a fotossíntese e a produção de massa. Não há pesquisas associando proporções de NO3-/NH4+ no alívio do estresse por Cu em plantas. O objetivo foi avaliar o efeito da toxidez de Cu no metabolismo, nutrição mineral, fotossíntese e produção do capim tanzânia, assim como o papel de proporções de NO3-/NH4+ no alívio dessa toxidez. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso em arranjo fatorial 3×4 com seis repetições, sendo três destinadas à avaliação dos atributos metabólicos e fisiológicos e outras três aos atributos nutricionais e produtivos. Os fatores empregados foram: proporções de NO3-/NH4+ (100/0; 70/30 e 50/50) combinadas com doses de Cu (0,3; 250; 500 e 1000 μmol L-1) em solução nutritiva. Foram avaliados dois períodos de crescimento das plantas, sendo o primeiro com exposição ao Cu e o segundo sem exposição ao Cu. No primeiro corte as plantas supridas com 70/30 de NO3-/NH4+ e Cu de 1000 μmol L-1 apresentaram maior concentração de Cu nas folhas recém-expandidas (LR) e maior acúmulo de Cu na biomassa, maior concentração de NH4+ nas LR, maior acúmulo de NH4+ na parte aérea, maior atividade da glutamina sintetase nas LR, maior concentração de prolina nas LR, maior atividade da enzima superóxido dismutase (SOD) nas partes do capim e menor produção de biomassa. No capim suprido com 100/0 de NO3-/NH4+ e Cu de 1000 μmol L-1 foram obtidos menor concentração de Cu nas LR e menor acúmulo de Cu na parte aérea, mas a concentração e o acúmulo desse metal nas raízes foram incrementados mesmo nas mais baixas doses de Cu. As plantas crescidas com N na forma de NO3- ainda apresentaram maior concentração de NO3- nas LR, maior acúmulo de NO3- nas raízes, maior acúmulo de N total, maior atividade da nitrato redutase nas LR, maior condutância estomática e maior produção de biomassa. No capim recebendo 100/0 de NO3-/NH4+ também ocorreu menor atividade da SOD e menor concentração de prolina nas partes da planta. A concentração de malondialdeído foi menor na mais elevada dose de Cu, assim como a taxa de transpiração, a eficiência do fotossistema II, a taxa de transporte de elétrons e a taxa de assimilação de CO2. A atividade da catalase, guaiacol peroxidase, ascorbato peroxidase e glutationa redutase foram ativadas principalmente nas raízes, sendo maiores na mais elevada dose de Cu. A toxidez de Cu afeta negativamente o metabolismo, a nutrição mineral, a fisiologia e a produção do capim tanzânia, mas as proporções de NO3-/NH4+ alteram essa toxidez. O emprego de N na forma de NO3- é estratégia de maior potencial de uso em plantas com elevado estresse por Cu. Entretanto, a combinação de NO3- ao NH4+ no meio de crescimento em situação de moderado estresse por Cu é estratégica para maior fitoextração desse metal. / The supply of nitrate (NO3-) and ammonium (NH4+) proportions in the growth medium can optimize the metabolism and growth of Panicum maximum. Copper (Cu) toxicity causes oxidative stress in plants, affecting metabolism, photosynthesis and biomass production. There are no researchs associating proportions of NO3-/NH4+ for alleviating Cu stress toxicity. The objective was to evaluate the effect of Cu toxicity on metabolism, mineral nutrition, photosynthesis and dry matter production, as well as the role of NO3-/NH4+ proportions in alleviating such toxicity. The experimental was carried out in randomized complete block design in a 3×4 factorial with six replications. Three replications were used to evaluated metabolic and physiological attributes and other three to determine nutrition and productive attributes. The factors were three proportions of NO3-/NH4+ (100/0, 70/30 and 50/50) combined with four rates of Cu (0.3, 250, 500 and 1000 μmol L-1) in nutrient solution. Two plant growth periods evaluated, being the first with plants exposure to Cu and the second without the exposure to Cu. In the first cut, plants supplied with 70/30 of NO3-/NH4+ proportions and Cu rates of 1000 μmol L-1 showed high Cu concentration in recently fully expanded leaf laminae (LR), high Cu accumulation in the biomass, high NH4+ concentration in LR, high NH4+ accumulation in shoots, high glutamine synthetase activity in LR, higher proline concentration in LR, high superoxide dismutase (SOD) activity in parts of grass and low shoot dry matter production. In the grass supplied with 100/0 of NO3-/NH4+ and Cu of 1000 μmol L-1 it was found a low Cu concentration in LR and low Cu accumulation in shoots, but the concentration and accumulation of this metal in roots were increased even in lower Cu rate. Plants supply with 100/0 of NO3-/NH4+ also showed high NO3- concentration in LR, high NO3- accumulation in roots, high N accumulation in shoots, high nitrate reductase activity in LR, high stomatal conductance and high biomass production. In the grass supplied with 100/0 of NO3-/NH4+, there was low SOD activity and low proline concentration in shoots. The concentration of malondialdehyde was low at the high Cu rate, as well as the transpiration rate, photosystem II efficiency, electron transport rate and CO2 assimilation rate. Catalase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase and glutathione reductase activities were activated mainly in roots, being high in high Cu rate. Cu toxicity negatively affects metabolism, mineral nutrition, physiology and dry matter productions of tanzania guineagrass, but NO3-/NH4+ proportions change this toxicity. The only use of NO3- in the N supply is a strategy of great potential to be use in plants with of high Cu stress. However, combinations of NO3- with NH4+ in the growth medium when plants suffer moderate Cu stress is strategic for great metal phytoextraction.

As disponibilidades de fósforo e zinco afetam as características estruturais, fisiológicas, metabólicas e produtivas das plantas, com reflexos no estabelecimento e produção de forragem da gramínea forrageira. Objetivou-se identificar e quantificar as alterações nas concentrações foliares de fósforo e zinco, trocas gasosas, concentração do aminoácido triptofano, atividade da enzima fosfatase ácida, área foliar, números de folhas e de perfilhos, sistema radicular e massa de forragem da Brachiaria brizantha cv. Marandu, em resposta ao suprimento de fósforo e zinco. O estudo foi conduzido em casa de vegetação, em Piracicaba (SP), Brasil, no período de janeiro a abril de 2010. Foram avaliadas as combinações de cinco doses de fósforo (0,1; 0,6; 1,1; 1,6 e 2,1 mmol L-1) com cinco doses de zinco (0,00; 0,75; 1,50; 2,25 e 3,00 µmol L-1), em solução nutritiva, em fatorial 52 fracionado. O delineamento experimental foi o de blocos aleatorizados, com quatro repetições. Realizaram-se duas colheitas do capim-marandu, sendo a primeira aos 38 dias após o transplantio e a segunda aos 30 dias da rebrotação. O fornecimento de fósforo propiciou incremento na taxa fotossintética foliar e na condutância estomática e decréscimo na concentração de CO2 intercelular, no segundo período de crescimento do capim-marandu. A concentração foliar de nitrogênio não foi limitante ao desenvolvimento das plantas, durante todo o experimento. A disponibilidade de zinco resultou em aumento da concentração de triptofano, no segundo período de crescimento da gramínea forrageira. A atividade da enzima fosfatase ácida e o índice de utilização de fósforo diminuíram com o aumento da disponibilidade de fósforo. Os números de folhas e de perfilhos e os parâmetros radiculares ajustaram-se exponencialmente em resposta às doses de fósforo. A interação doses de fósforo x doses de zinco foi significativa para as variáveis área foliar e massa de forragem, no segundo período de crescimento do capimmarandu. A elevada eficiência de utilização de fósforo foi confirmada pela alta atividade da fosfatase ácida e o suprimento de fósforo foi determinante para o perfilhamento e desenvolvimento do sistema radicular da gramínea forrageira. As disponibilidades de fósforo e zinco afetaram a produção de forragem do capim-marandu como reflexo da alteração na área foliar do dossel. / The availability of phosphorus (P) and zinc (Zn) affects physiological, metabolic, structural and production characteristics, which can influence forage grass establishment and production. The objective of the present study was to identify and quantify changes in leaf concentrations of P and Zn, gas exchange, amino acid tryptophan concentration, acid phosphatase enzyme activity, leaf area, number of leaves and tillers, root and forage mass of Brachiaria brizantha cv. Marandu (Marandu palisadegrass), in response P and Zn supply. The experiment was carry out in a greenhouse at Piracicaba, São Paulo State, Brazil, from January to April, 2010. Five rates of P (0.1, 0.6, 1.1, 1.6 and 2.1 mmol L-1) and five rates of Zn (0.00, 0.75, 1.5, 2.25 and 3.00 µmol L-1) were tested in a 52 fractioned factorial. The experimental used was randomized block design with four replications. Plant shoots were harvested 38 d after transplanting and 30 d after the first harvest. P supply resulted in increased leaf photosynthetic rate and stomatal conductance and decrease in intercellular CO2 concentration in the second growth period of Marandu palisadegrass. The leaf concentration of nitrogen (N) was not limiting to plant development throughout the experiment. Zn supply increased the tryptophan concentration in second growth period of forage grass. The acid phosphatase enzyme activity and the P use index decreased with the increased availability of P. The number of leaves and tillers and root parameters were exponentially adjusted as a function of P rates. The interaction P rates x Zn rates was significant for the variables leaf area and forage mass in the second growth period of Marandu palisadegrass. The high P use efficiency was confirmed by the high acid phosphatase enzyme activity and the P supply was determinant for the tillering and root systems development of the forage grass. P and Zn availabilities affected the forage production of Marandu palisadegrass reflecting the change in canopy leaf area.

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Assim, o conhecimento do transcriptoma e análise fotossintética de plantas de arroz submetidas a estes estresses, pode auxiliar a elucidar quais vias metabólicas são alteradas e quais são as principais respostas bioquímicas e fisiológicas das plantas em tais condições. Desta forma, o objetivo desse trabalho foi analisar os genes diferencialmente expressos (DEGs), através da metodologia de RNA-Seq e quantificar as trocas gasosas em folhas de arroz (cv. BRS Querência), no estádio V3, submetidas aos estresses por frio, ferro e sal durante o período de 24 horas. Um intervalo entre 41 - 51 milhões de reads foram submetidas ao alinhamento, sendo que deste total um intervalo entre 88,47 - 89,21% foram mapeadas no genoma de referência. Foi observado 5.506 genes diferencialmente expressos para o estresse por frio, 1.808 para o sal e 630 para o ferro, sendo que 330 DEGs foram comuns aos três estresses. A anotação funcional através do software MapMan demonstrou que o estresse por frio promoveu maiores alterações no metabolismo em geral. O estresse salino apresentou uma rede de interação de termos de Ontologia Gênica (GOs) sobre-representados mais complexa que os demais estresses. Nos parâmetros de trocas gasosas, a taxa assimilatória liquida foi a única que apresentou diferença significativa, com o estresse por frio apresentando a menor média. A partir dos resultados obtidos foi possível concluir que o estresse por baixa temperatura apresenta um maior número de genes diferencialmente expressos e que há uma maior relação entre o estresse salino e por ferro. Além disso, o estresse por frio é o que afeta mais drasticamente a fotossíntese, tanto em nível molecular quanto fisiológico, e apesar de reduções na taxa assimilatória liquida, a cultivar BRS Querência demonstrou menores alterações nos estresses salino e por excesso de ferro. / Rice (Oryza sativa L.) is the second most cultivated cereal in the world; Brazil is the ninth biggest producer. Despite the high levels of productivity, it is believed that these numbers are insufficient to meet the population requirement in the world, demanding an increase in its production. However, various abiotic stresses, such as salinity, toxicity by iron and low temperature, limit the productivity of rice worldwide. The response of plants to stressful conditions is a complex phenomenon involving morphological, physiological, biochemical and molecular changes. Thus, the knowledge of the transcriptome and photosynthetic analysis of rice plants subjected to these stresses can help to elucidate which metabolic pathways are changed and what are the main biochemical and physiological responses of plants under such conditions. Thus, the objective of this study was to analyze the differentially expressed genes (DEGs), through the methodology of RNA-Seq and quantify gas exchanges in rice leaves (cv. BRS Querência) in V3 stage, under cold, iron and salt stress during 24 hours. A range from 41 to 51 million reads was submitted to alignment, in which a range from 88.47 to 89.21% has been mapped in the reference genome. 5,506 differentially expressed genes under cold stress were observed, as well as, 1,808 for salt and 630 for iron stress; 330 of them were similar to the three DEGs stresses. Functional annotation by MapMan software showed that, usually, cold stress promoted major changes in the metabolism. The saline stress presented a network of interaction of Gene Ontology terms (GOs) over-represented are more complex than the other stresses. In the parameters of gas exchange, the net assimilation rate was the only one significant difference, with stress by cold presenting the lowest average. From the results obtained it was possible to conclude that the low temperature stress has a greater number of differentially expressed genes and that there is a greater relationship between salt and iron stress. In addition, the cold stress is affecting more drastically photosynthesis, either in molecular-level and physiological, and despite reductions in net assimilation rate, BRS Querência showed minor changes in the salt stress and excess iron.

As disponibilidades de fósforo e zinco afetam as características estruturais, fisiológicas, metabólicas e produtivas das plantas, com reflexos no estabelecimento e produção de forragem da gramínea forrageira. Objetivou-se identificar e quantificar as alterações nas concentrações foliares de fósforo e zinco, trocas gasosas, concentração do aminoácido triptofano, atividade da enzima fosfatase ácida, área foliar, números de folhas e de perfilhos, sistema radicular e massa de forragem da Brachiaria brizantha cv. Marandu, em resposta ao suprimento de fósforo e zinco. O estudo foi conduzido em casa de vegetação, em Piracicaba (SP), Brasil, no período de janeiro a abril de 2010. Foram avaliadas as combinações de cinco doses de fósforo (0,1; 0,6; 1,1; 1,6 e 2,1 mmol L-1) com cinco doses de zinco (0,00; 0,75; 1,50; 2,25 e 3,00 µmol L-1), em solução nutritiva, em fatorial 52 fracionado. O delineamento experimental foi o de blocos aleatorizados, com quatro repetições. Realizaram-se duas colheitas do capim-marandu, sendo a primeira aos 38 dias após o transplantio e a segunda aos 30 dias da rebrotação. O fornecimento de fósforo propiciou incremento na taxa fotossintética foliar e na condutância estomática e decréscimo na concentração de CO2 intercelular, no segundo período de crescimento do capim-marandu. A concentração foliar de nitrogênio não foi limitante ao desenvolvimento das plantas, durante todo o experimento. A disponibilidade de zinco resultou em aumento da concentração de triptofano, no segundo período de crescimento da gramínea forrageira. A atividade da enzima fosfatase ácida e o índice de utilização de fósforo diminuíram com o aumento da disponibilidade de fósforo. Os números de folhas e de perfilhos e os parâmetros radiculares ajustaram-se exponencialmente em resposta às doses de fósforo. A interação doses de fósforo x doses de zinco foi significativa para as variáveis área foliar e massa de forragem, no segundo período de crescimento do capimmarandu. A elevada eficiência de utilização de fósforo foi confirmada pela alta atividade da fosfatase ácida e o suprimento de fósforo foi determinante para o perfilhamento e desenvolvimento do sistema radicular da gramínea forrageira. As disponibilidades de fósforo e zinco afetaram a produção de forragem do capim-marandu como reflexo da alteração na área foliar do dossel. / The availability of phosphorus (P) and zinc (Zn) affects physiological, metabolic, structural and production characteristics, which can influence forage grass establishment and production. The objective of the present study was to identify and quantify changes in leaf concentrations of P and Zn, gas exchange, amino acid tryptophan concentration, acid phosphatase enzyme activity, leaf area, number of leaves and tillers, root and forage mass of Brachiaria brizantha cv. Marandu (Marandu palisadegrass), in response P and Zn supply. The experiment was carry out in a greenhouse at Piracicaba, São Paulo State, Brazil, from January to April, 2010. Five rates of P (0.1, 0.6, 1.1, 1.6 and 2.1 mmol L-1) and five rates of Zn (0.00, 0.75, 1.5, 2.25 and 3.00 µmol L-1) were tested in a 52 fractioned factorial. The experimental used was randomized block design with four replications. Plant shoots were harvested 38 d after transplanting and 30 d after the first harvest. P supply resulted in increased leaf photosynthetic rate and stomatal conductance and decrease in intercellular CO2 concentration in the second growth period of Marandu palisadegrass. The leaf concentration of nitrogen (N) was not limiting to plant development throughout the experiment. Zn supply increased the tryptophan concentration in second growth period of forage grass. The acid phosphatase enzyme activity and the P use index decreased with the increased availability of P. The number of leaves and tillers and root parameters were exponentially adjusted as a function of P rates. The interaction P rates x Zn rates was significant for the variables leaf area and forage mass in the second growth period of Marandu palisadegrass. The high P use efficiency was confirmed by the high acid phosphatase enzyme activity and the P supply was determinant for the tillering and root systems development of the forage grass. P and Zn availabilities affected the forage production of Marandu palisadegrass reflecting the change in canopy leaf area.