Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The sunflower cultivation has great potential for success in different edaphoclimatic regions. However, the stress occurrence, including the water excess on soil is detrimental to the crop development and production. The aim of this study was to determine the initial development stages wherein water excess and its duration affect longer negatively the emergence and early growth of sunflower plants. The experiments were carried out in the experimental area of Departamento de Fitotecnia of UFSM, during the second half of 2011. Three experiments were carried out under greenhouse and a field experiment. The experiments under greenhouse were carried out in pots, with treatments based on the application of water excess at different stages of development (at sowing date, three days after sowing, emergency date, V2 and V4 stage) combined with different durations (0, 48, 96, 144, 192 and 240 hours), in a completely randomized design, bifactorial. We determined the following variables: percentage and speed of emergency after emergency stabilization; dry mass of shoots and roots, leaf area, plant height, leaf number, maximum length of roots and main length root, and some growth index, determined after the end of application the last treatment of water excess. The field experiment was carried out in a completely randomized design, consisting of weekly sowing made between 28/07/2011 and 27/11/2011, which occurred in different conditions of excess water, soil temperature and soil moisture. Soil temperature was monitored by Pt-100 sensors, while excess water and soil moisture were determined by sequential water balance, which were correlated with the percentage of emergence, speed emergence and number of days of the phase sowing-emergency. It was found that the water excess is more detrimental for sunflower in phase sowing-emergence, because it affects negatively the emergence and consequently the plants density, reducing the growth of shoots and roots significantly, even after just 48 hours under water excess. Applied after emergence, the water excess causes significant reduction of shoot growth, while in the soil occurs development of adventitious and secondary roots. Both water excess as water deficit is detrimental to the field emergency, because soil moisture between 80 and 85% of the soil storage capacity and soil temperature of 21.5 °C are the best conditions to sunflower emergence. / O cultivo de girassol tem grande potencial de sucesso em diferentes regiões edafoclimáticas. Entretanto, a ocorrência de estresses, dentre eles o excesso hídrico do solo, é prejudicial ao desenvolvimento e produção da cultura. O objetivo deste trabalho foi determinar os estágios iniciais de desenvolvimento em que a ocorrência de excesso hídrico e sua duração mais afetam negativamente a emergência e o crescimento inicial de plantas de girassol. Os experimentos foram conduzidos na área experimental do Departamento de Fitotecnia da UFSM, durante o segundo semestre de 2011. Foram realizados três experimentos em casa de vegetação e um experimento a campo. Na casa de vegetação os experimentos foram conduzidos em vasos, com tratamentos constando da aplicação de excesso hídrico em diferentes estágios iniciais de desenvolvimento (data da semeadura, três dias após a semeadura, data da emergência, estágio V2 e estágio V4) combinados com diferentes durações (0, 48, 96, 144, 192 e 240 horas), sendo bifatorial no delineamento inteiramente casualizado. Foram determinadas as variáveis: porcentagem e velocidade de emergência após a emergência estabilizar; massa seca de parte aérea e raízes, área foliar, altura de plantas, número de folhas, comprimento máximo de raízes e da raiz principal, além de alguns índices de crescimento, determinadas ao final da aplicação do último tratamento de excesso hídrico. O experimento a campo, conduzido no delineamento inteiramente casualizado, constando de semeaduras semanais realizadas entre 28/07/2011 e 27/11/2011, para as quais ocorreram diferentes condições de excesso hídrico, temperatura do solo e umidade do solo. A temperatura do solo foi monitorada por sensores Pt-100, enquanto o excesso e a umidade do solo foram determinadas pelo balanço hídrico sequencial, sendo correlacionadas com a porcentagem de emergência, índice de velocidade de emergência e número de dias do subperíodo semeadura-emergência. Verificou-se que o excesso hídrico é mais prejudicial para o girassol no subperíodo semeadura-emergência, pois afeta negativamente a emergência e consequentemente, a população de plantas, reduzindo significativamente o crescimento de parte aérea e raiz, mesmo sob apenas 48 horas de excesso. Aplicado após a emergência, o excesso hídrico causa redução significativa do crescimento da parte aérea, enquanto no solo são formadas raízes secundárias e adventícias. Tanto o excesso quanto o déficit hídrico é prejudicial à emergência no campo, sendo que a umidade entre 80 e 85% da capacidade de armazenamento do solo, e a temperatura do solo de 21,5 °C são as condições mais adequadas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The sustainability of the crop production, i.e. the ability to remain itself in the market, protecting the environment and have good financial returns is often threatened by risk factors. Among the risk factors in agriculture, highlights the climatic factor, and hail occurrence of extreme events of this factor. The objective of this study was to evaluate sunflower plants responses after application of different levels of injury in leaves in different phenological stages, to quantify the injury effect on the productivity reduction of achenes. In addition, mathematical models were developed to estimate the production reduction in function of crop development stage and occurrence intensity of injury in leaves. The experiments were conducted at Crop Science Department of the Federal University of Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil, in the agricultural years 2009/2010 and 2010/2011, following the growth and development of plants during the crop cycle through phenological and phenometric observations. The meteorological data were obtained from the meteorological station of Santa Maria, belonging to 8th DISME/INMET/MA. Were made sixteen treatments arranged in a randomized block design with three replications for the 2009/2010 agricultural year and fifteen treatments for the 2010/2011 agricultural year. The treatments consisted of four foliar injury levels (0, 25, 50 and 75%) applied at four phenological stages (20 emitted leaves, R2, R5.1 and R6) of sunflower plants in the experiment conducted in 2009/2010 and five foliar injury levels (0, 25, 50, 75 and 100%) applied at three phenological stages (20 emitted leaves, R2 and R6) of sunflower plants in 2010/2011. The injuries were promoted by perforations in leaf blade of all sunflower leaves with auger of 23, 25 and 30 mm in diameter. The number of perforations was set according of leaves width, auger diameter and desired injury level. The sunflower yield was affected by injury levels applied and by stages considered. The reproductive stage R2 was most affected by injuries, while 25% injury level had caused proportionally greater effect on sunflower yield. / A sustentabilidade da produção de uma cultura, isto é, a capacidade desta conservar-se no mercado, preservar o ambiente e ter bons retornos financeiros é frequentemente ameaçada por fatores de risco. Dentre os fatores de risco na agricultura, destaca-se o fator climático, e a ocorrência de granizo é um dos eventos extremos deste fator. O objetivo deste trabalho foi avaliar as respostas das plantas de girassol após a aplicação de diferentes níveis de injúria foliar, em diferentes estágios fenológicos, para quantificar o efeito dessa injúria na redução da produtividade de aquênios. Além disso, objetivou-se desenvolver modelos matemáticos de estimativa de redução de produção em função do estágio de desenvolvimento da cultura e da intensidade da ocorrência da injúria foliar. Os experimentos foram conduzidos junto ao Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, nos anos agrícolas de 2009/2010 e 2010/2011, acompanhando-se o crescimento e o desenvolvimento das plantas no decorrer do ciclo da cultura através de observações fenométricas e fenológicas. Os dados meteorológicos foram obtidos junto à estação meteorológica principal de Santa Maria, pertencente ao 8° DISME/INMET/MA. Foram realizados dezesseis tratamentos arranjados no delineamento de blocos ao acaso, com três repetições para o ano agrícola 2009/2010 e quinze tratamentos para o ano agrícola de 2010/2011. Os tratamentos constaram de quatro níveis de injúria foliar (0, 25, 50 e 75%) aplicados em quatro estágios fenológicos (20 folhas emitidas, R2, R5.1 e R6) das plantas de girassol para experimento conduzido em 2009/2010 e cinco níveis de injúria foliar (0, 25, 50, 75 e 100%) aplicados em três estágios fenológicos (20 folhas emitidas, R2 e R6) das plantas de girassol em 2010/2011. As injúrias foram promovidas por meio de perfurações no limbo foliar de todas as folhas das plantas de girassol realizadas com o auxílio de vazadores de 23, 25 e 30 mm de diâmetro. O número de perfurações era estipulado de acordo com a largura das folhas, diâmetro do vazador e nível de injúria pretendido. A produtividade do girassol foi afetada pelos níveis de injúria aplicados e pelos estágios considerados. O estágio reprodutivo R2 foi o mais afetado pelas injúrias, enquanto que a injúria de 25% foi a que promoveu proporcionalmente maior efeito na produtividade do girassol.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O grande volume de Ãgua utilizado na agricultura compromete a sua disponibilidade para o consumo humano. Diante desse problema, Ã necessÃrio avaliar a utilizaÃÃo de Ãguas residuais na produÃÃo agrÃcola, como uma opÃÃo para a conservaÃÃo dos recursos hÃdricos. Ãguas residuais oriundas de campos de petrÃleo podem ser uma boa opÃÃo para irrigaÃÃo, especialmente em regiÃes de pouca e alta variabilidade de chuvas como o Nordeste brasileiro. No entanto, Ã necessÃrio avaliar os seus efeitos no solo, como acÃmulo de nutrientes e decomposiÃÃo da matÃria orgÃnica, bem como no aspecto nutricional e no crescimento das plantas. Os objetivos deste trabalho foram: i) Avaliar as mudanÃas ocorridas nos sais solÃveis e nas fraÃÃes da matÃria orgÃnica do solo e no crescimento de plantas de girassol (Helianthus annuus L.) cv. BRS 321, cultivadas em solo de textura arenosa irrigado com Ãgua residual oriunda da extraÃÃo de petrÃleo tratada por filtragem e osmose reversa; ii) Avaliar as alteraÃÃes nutricionais do girassol (Helianthus annuus) BRS 321 irrigado com Ãgua residual da extraÃÃo de petrÃleo e os efeitos sobre a produÃÃo de biomassa e de aquÃnios; e iii) Avaliar a decomposiÃÃo dos restos culturais de girassol (Helianthus annuus) cv. BRS 321 em Ãreas irrigadas com Ãgua residual da extraÃÃo de petrÃleo. O girassol foi cultivado durante trÃs perÃodos sucessivos em Ãreas irrigadas com Ãgua residual da extraÃÃo de petrÃleo tratada por filtragem (APF) e por osmose reversa (APO) ou Ãgua subterrÃnea do aquÃfero AÃu (ACA). Ao fim de cada ciclo foram determinados os valores de pH, condutividade elÃtrica (CE), a razÃo de adsorÃÃo de sÃdio (RAS) e os teores de Na, Cl, Mg, Ca, K, HCO3-, Ag, As, B, Ba, Cd, Co, Cr3+, Hg, Ni, Pb, Zn, alÃm de C nas fraÃÃes hÃmicas. Em raÃzes, parte aÃrea e aquÃnios determinaram-se os teores de N, P, K, Ca, Mg, S e Na e avaliaram-se o crescimento e o acÃmulo de biomassa. AlÃm disso, avaliou-se a decomposiÃÃo dos resÃduos da parte aÃrea das plantas de girassol. Houve alteraÃÃes nos atributos quÃmicos do solo, em destaque o acrÃscimo de sais, que foi maior nas Ãreas irrigadas com APF, e elevaÃÃo do pH, independente do tipo de Ãgua utilizado. A elevaÃÃo da salinidade e alcalinidade do solo reduziu o crescimento e o acÃmulo de biomassa das plantas. AlÃm disso, a irrigaÃÃo proporcionou alteraÃÃes nutricionais das plantas, que refletiram no crescimento e na produÃÃo de aquÃnios do girassol e na decomposiÃÃo dos resÃduos da cultura, com efeitos positivos ou negativos, conforme o tratamento da Ãgua residual. Concluiu-se que a Ãgua residual da extraÃÃo de petrÃleo utilizada na irrigaÃÃo afeta os atributos quÃmicos do solo, bem como a composiÃÃo nutricional e o desenvolvimento das plantas, principalmente quando irrigadas com a APF. AlÃm disso, a irrigaÃÃo com Ãgua residual alterou a mineralizaÃÃo dos resÃduos vegetais do girassol, mas nÃo a de decomposiÃÃo do carbono orgÃnico nas fraÃÃes hÃmicas. / The large volume of water used in agriculture compromises its availability for human consumption. Faced with this problem, it is necessary to evaluate the use of wastewater in agricultural production as an option for the conservation of water resources. Wastewater from oil fields can be a good choice for irrigation, especially in regions of low or high rainfall variability, as in the Brazilian Northeast. However, it is necessary to evaluate its effects on the soil, such as the accumulation of nutrients and decomposition of organic matter, as well as the nutritional aspect and plant growth. The aims of this study were: i) to assess the changes that take place in the soluble salts and soil organic matter fractions, and in the growth of plants of the BRS 321 cultivar of the sunflower (Helianthus annuus L.) cultivated in soil of a sandy texture and irrigated with wastewater obtained from oil extraction and treated by filtration and reverse osmosis; ii) to assess the nutritional changes in the BRS 321cultivar of the sunflower (Helianthus annuus) irrigated with wastewater from oil extraction, and the effects on biomass and achene production; and iii) to evaluate the decomposition of plant residue from the BRS 321 cultivar of the sunflower (Helianthus annuus) in areas irrigated with wastewater from oil extraction. The sunflower was grown for three successive periods in areas irrigated with wastewater from oil extraction treated by filtering (APF) and reverse osmosis (APO), or with groundwater from the AÃu aquifer (ACA). At the end of each cycle, pH values were determined, together with electrical conductivity (EC), the sodium adsorption ratio (SAR) and the levels of Na, Cl, Mg, Ca, K, HCO3-, Ag, As, B, Ba, Cd, Co, Cr3+, Hg, Ni, Pb, Zn, and of C in the humic fractions. The concentrations of N, P, K, Ca, Mg, S and Na were determined in the roots, shoots and achenes, along with growth and the accumulation of biomass. In addition, the decomposition of shoot residue from the sunflower plants was evaluated. Changes were seen in the chemical properties of the soil, highlighting an increase in salts, which was greater in the areas irrigated with APF; a rise was also seen in pH irrespective of the type of water used. The rise in soil salinity and alkalinity reduced the growth and accumulation of plant biomass. Moreover, irrigation resulted in nutritional changes in the plants, which were reflected in the growth and production of achenes, and in the decomposition of the plant residue, having positive or negative effects according to the treatment of the wastewater. It was concluded that wastewater from oil extraction used in irrigation affects the chemical properties of the soil as well as the nutritional composition and development of the plants, especially when irrigated with APF. Furthermore, irrigation with wastewater changed the mineralisation of the sunflower plant residue, but not the decomposition of the organic carbon in the humic fractions.

Atualmente, tem se dado grande importância à criação de novos sistemas de liberação de princípios ativos. Na área cosmética, os sistemas em destaque são nanoemulsões, emulsões múltiplas e emulsões contendo cristais líquidos/fase gel lamelar. Nas emulsões múltiplas coexistem emulsões dos tipos O/A e A/O. Elas possuem inúmeras vantagens sobre outros sistemas de liberação, como por exemplo, a possibilidade de veicular dois ativos incompatíveis em compartimentos diferentes e controlar o perfil de liberação dos mesmos. Além disso, possuem biocompatibilidade, completa biodegradabilidade e podem ser usados diferentes óleos e tensoativos. Outra tendência recente em cosmetologia é o emprego de matérias-primas vegetais associadas a sistemas de liberação de princípios ativos, para formulação de novos produtos com apelo comercial e sustentável. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um novo sistema de emulsão múltipla, por etapa única, que tivesse estabilidade características diferenciadas. Para tanto, elegeu-se dois óleos vegetais: girassol e gergelim, que foram usados separadamente no desenvolvimento dessas emulsões. O método de emulsificação utilizado foi o método de inversão de fases (EPI). Foi determinado o EHL crítico para cada um dos óleos, 6,5 para o óleo de girassol e 5,0 para o óleo de gergelim. Os pares de tensoativos escolhidos para o estudo foram Steareth 2 - Steareth 20 para óleo de girassol e Span® 60 - R400 para óleo de gergelim. Foram construídos dois diagramas pseudoternários, um para cada sistema, com o objetivo de definir variáveis relevantes à composição (fração aquosa, fração oleosa, porcentagem de tensoativo). Foram selecionadas as melhores emulsões para prosseguimento dos estudos de estabilidade, avaliada por meio dos seguintes testes físico-químicos: medições de pH, condutividade elétrica, granulometria e medidas reológicas. O método de emulsificação em etapa única por inversão de fases se mostrou eficiente na produção de emulsões múltiplas estáveis. Foi desenvolvida uma emulsão múltipla com características diferenciadas a partir do óleo de girassol: emulsão múltipla contendo fase gel-lamelar, um sistema ainda não descrito na literatura. As características das emulsões múltiplas descritas nesse trabalho, a saber: o uso de óleos vegetais como os óleos de girassol e gergelim; baixas concentrações de tensoativos; multiplicidade dos glóbulos e fase gel lamelar no mesmo sistema; são características desejáveis para a indústria cosmética, o que as tornam potenciais sistemas de liberação de ativos. / Currently, it has been given great importance to the creation of new delivery systems for active ingredients. In the cosmetic area, the highlighted systems are nanoemulsions, multiple emulsions and liquid crystal/lamellar gel phase emulsions. In multiple emulsions coexist O/W and W/O types of emulsions. They have several advantages over other delivery systems, such as the possibility of carry out two incompatible active ingredients in different compartments and the control of the release of the same. Moreover, they have biocompatibility, biodegradability and different oils and surfactants can be used. Another recent trend in cosmetology is the use of vegetable raw materials associated with the delivery systems for active ingredients, to formulate new products with commercial and sustainable appeal. The objective of this study was to develop a new system of multiple emulsion, in one step emulsification, which have stability and distinctive features. It was selected two vegetable oils: sunflower and sesame, which were used separately in the development of the multiple emulsions. The method of emulsification used was emulsion phase inversion (EPI). The critical HLB of oils was, 6.5 for sunflower oil and 5.0 for sesame oil, respectively. The pairs of surfactants chosen for the study were Steareth 2 - Steareth 20 for sunflower oil and Span® 60 - R400 for sesame oil. We constructed two pseudo-ternary diagrams, one for each system, in order to define variables relevant to the composition (water and oil fraction, percentage of surfactant). We selected the best emulsions for further investigation. Stability of the emulsions was evaluated by the following physico-chemical tests: measurements of pH, electrical conductivity, particle size and rheological measurements. The method of one-step emulsification was efficient in producing stable multiple emulsions. A multiple emulsion from sunflower oil was developed with distinctive features: gel-lamellar phase multiple emulsion, a system not described yet. The characteristics of multiple emulsions described in this work, to know: use of vegetable oils, as sunflower and sesame oils; low concentrations of surfactants; multiplicity of droplets and lamellar gel phase at same system; they are desirable characteristics for the cosmetic industry, and they make these multiple emulsion potential delivery systems.

Made available in DSpace on 2016-05-02T13:55:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiz Silva Souza-dissertacao.pdf: 3490471 bytes, checksum: c67d9a32f1552af2738fbcd53645873e (MD5) Previous issue date: 2012-07-10 / In addition to being an important source of nutrients, the potential therapeutic effectiveness of H. annuus L. seeds has been previously demonstrated; the beneficial properties of H. annuus L. seeds include an ability to relieve asthmatic symptoms, protective effects on the stomach, benefits to healing, and anti-inflammatory and anti-microbial properties. This research evaluated the mutagenicity and anti-mutagenicity of oil and tincture of H. annuus L. seeds using the micronucleus assay in bone marrow of mice. The interaction between these preparations and the genotoxic effects of doxorubicin (DOX) was also analyzed. Experimental groups were evaluated after 24-48 h of treatment with N-Nitroso-N-ethylurea (NEU) and DOX (positive controls), NaCl (a negative control), a sunflower tincture (250-2,000 mg.Kg-1 of THALS) and two sources of sunflower oils (250-2,000 mg.Kg-1 of POHALS and FOHALS). Anti-mutagenic assays were carried out using the sunflower tincture and oils separately and in combination with these controls. The frequency of micronucleated polychromatic erythrocytes (MNPCEs) was significantly different (p &#61500; 0.05) between (i) the positive and negative control treatments, (ii) the positive controls and animals treated with THALS and (iii) animals treated with THALS and and THALS combined with the positive controls. However, a slight genotoxicity was observed in the animals treated with the combination of THALS+DOX. Both sources of oils (FOHALS and POHALS) revealed similar results; in these groups, the frequencies of MNPCEs were similar to those observed in negative controls. Statistically significant differences were also observed between the sunflower oil treatments and their associated positive controls. There was no genotoxicity (clastogenicity/aneugenicity) observed in THALS, POHALS and FOHALS regardless of the dose, time (except FOHALS) and gender of mouse (except POHALS and FOHALS). The moderate anti-genotoxic effects of THALS suggest a potential slight protective mechanism against DOX-induced genotoxic effects. / A efetividade terapêutica potencial das sementes de H. annuus L. tem sido demonstrada (alívio dos sintomas da asma, efeitos da proteção gástrica, cicatrização, propriedades anti-inflamatórias e antimicrobianas), em adição à sua importante fonte de nutrientes. Esta pesquisa avaliou a mutagenicidade e anti-mutagenicidade do óleo e da tintura de sementes de H. annuus L. usando o ensaio do micronúcleo em medula óssea de camundongos. A associação sobre os efeitos genotóxicos induzidos pela doxorrubicina (DOX) também foi analisada. Grupos experimentais foram avaliados após 24-48h de tratamento com N-Nitroso-N-ethylurea (NUE) e DOX (controles positivos), NaCl (controle negativo), tintura (250-2.000 mg.Kg-1 de THALS) e duas fontes de óleo de girassol (250-2.000 mg.Kg-1 de POHALS e FOHALS). Ensaios anti-mutagênicos foram realizados usando os controles positives associados com a tintura e óleos de girassol, separadamente. A frequência de eritrócitos policromáticos micronucleados (MNPCEs) foi estatisticamente diferente (p < 0,05) entre (i) os tratamentos controles positives e negativo, (ii) controles positivos e tratamento com THALS e (iii) tratamento com THALS e sua associação aos controles positivos. Contudo, uma leve genotoxicidade foi observada na associação THALS+DOX. Ambas as fontes de óleos (FOHALS e POHALS) revelaram resultados similares, cujas frequências de MNPCEs foram consistentes com aqueles observados no controle negativo. Diferenças significativas também ocorreram entre os tratamentos de óleos e suas associações com os controles positivos. A ausência de genotoxicidade (clastogenia/aneugenia) da THALS, POHALS e FOHALS pode ser inferida independentemente da dose, tempo (exceto para FOHALS) e gênero de camundongo (exceto para POHALS e FOHALS). Efeitos anti-genotóxicos moderados de THALS sugerem um potencial mecanismo ligeiramente protetor sobre os efeitos genotóxicos induzidos pela DOX.

Die Pflanzenbiotechnologie ermöglicht die nachhaltige Gewinnung pflanzlicher Wertstoffe mittels innovativer biotechnologischer Methoden. Bisher mangelt es auf diesem Gebiet jedoch an Grundlagenwissen und aussagekräftigen Studien, z. B. zur Anwendung biotechnologischer Standardverfahren beim Respirationsmonitoring. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden grundlegende Untersuchungen zur Erzeugung (Induktion) pflanzlicher in-vitro-Kulturen und zu geeigneten Kultivierungssystemen sowie Prozessüberwachungsstrategien vorgestellt und diskutiert. Als Modellsystem dient die Einjährige Sonnenblume Helianthus annuus. Die Induktion pflanzlicher Zellkulturen (Kallus und Suspensionen) mit photomixotrophem Stoffwechsel wurde unter unterschiedlichen Bedingungen untersucht und geeignete Induktionsparameter ermittelt. Sowohl pflanzliche Gewebekulturen (Hairy roots) als auch die erzeugten photomixotrophen und heterotrophe Suspensionen konnten in verschiedenen Reaktorsystemen erfolgreich kultiviert und die Produktbildung nachgewiesen werden. Protokolle zu Induktion sowie Erhaltung von Zell- und Gewebekulturen von H. annuus wurden etabliert. Ein modernes Prozessüberwachungssystem für Schüttelkolben, das RAMOS® (Respiration Activity Monitoring System®) wurde erstmals umfassend für Untersuchungen des Wachstumsverhaltens und zum Screening pflanzlicher Zell- und Gewebekulturen eingesetzt. Dabei wurde die Problematik der Verdunstung (Evaporation) aus den Kulturgefäßen als signifikant bei den langen Kultivierungen von pflanzlichen in-vitro-Kulturen diagnostiziert und ein Modell zur Korrektur der Atmungstransferraten entwickelt. Erstmalig in der Pflanzenbiotechnologie kam das RAMOS® für Studien mit Zell- und Gewebekulturen von H. annuus im Speziellen sowie für Untersuchungen von Hairy roots im Allgemeinen zum Einsatz. Mit Hilfe der vorliegenden Arbeit werden relevante Kriterien zur Anwendung des innovativen Messsystems RAMOS® im Rahmen pflanzenbiotechnologischer Untersuchungen vorgestellt. Es wird ein Überblick über geeignete Kultivierungssysteme und zu publizierten Modellierungsstrategien für Applikationen in der Pflanzenbiotechnologie gegeben. Ein Literaturüberblick zu publizierten Modellierungsstrategien mit pflanzenbiotechnologischem Bezug vervollständigt die Arbeit. / Plant biotechnology enables a sustainable production of valuable plant resources using innovative biotechnological methods. However, a comprehensive knowledge base as well as significant studies, e. g. concerning the application of biotechnological standard procedures of respiration monitoring, are missing so far. In this work, basic investigations regarding the induction of plant in vitro cultures and appropriate cultivation systems as well as process monitoring strategies will be introduced and discussed. The annual sunflower Helianthus annuus serves as biological model system. The induction of plant cell cultures (callus and suspension) with photomixotroph metabolism was investigated at different conditions and appropriate induction parameter were determined. Both, plant tissues (Hairy roots) and induced photomixotroph as well as heterotrophic suspensions were cultivated successfully in various reactor systems. The production of desired metabolites was proven. Protocols concerning induction respectively maintenance of cell and tissue cultures of H. annuus have been established. For extensive investigations of growth behavior and for screening of plant cell and tissue cultures, a modern process monitoring tool for shake flasks, the RAMOS® (Respiration Activity Monitoring System®), was used for the first time. Thereby, the problem of evaporation off the culture vessels was identified as significant for time-intensive cultivations of plant in vitro cultures. A model for the correction of respiration transfer rates has been developed. For the first time in plant biotechnology, the RAMOS® has been applied for studies with H. annuus in special, and for studying the growth and respiration behavior of Hairy roots in general. With the help of the present work, relevant criteria concerning the application of the innovative measuring system RAMOS® for plant biotechnological investigations will be given. Furthermore, a survey over appropriate cultivation systems and published modelling strategies in plant biotechnology are introduced. A literature survey concerning model strategies regarding plant biotechnology completes this work.

Afin de mieux comprendre les interactions entre Plasmopara halstedii et le tournesol, nous nous sommes intéressés à la variabilité du pouvoir pathogène du parasite. Sur une population locale de P. halstedii obtenue sous des conditions naturelles renforcées d'infection et sous différentes pressions de sélection appliquées durant 5 années consécutives, nous avons analysé les liens existants entre l'apparition de nouvelles virulences et l'agressivité d'une part, la variabilité de l'agressivité de populations de la race 710 multipliées sous les différentes méthodes de gestion de gènes Pl, d'autre part. Deux méthodes ont été développées au cours de notre travail : * la première pour obtenir des isolats mono zoosporanges afin d'étudier la variabilité intra et interpathotype, * la deuxième pour mesurer l'agressivité. Quatre critères de l'agressivité : le taux de réussite de l'infection, la durée de latence, la densité de sporulation et la diminution de taille de l'hypocotyle, ont été analysés sur trois génotypes du tournesol présentant différents niveaux de résistance quantitative. La durée de latence et la densité de sporulation classent les souches en deux groupes selon leur agressivité. Cependant, le taux de réussite de l'infection et la réduction de longueur de l'hypocotyle jouent également un rôle important dans l'estimation de l'agressivité des souches. La capacité de P. halstedii à surmonter des nouveaux gènes " Pl " de la résistance race-spécifique chez le tournesol (apparition de nouvelles virulences) est associée à une agressivité plus élevée. Nos résultats suggèrent l'existence d'un impact du mode de gestion des gènes Pl sur l'évolution de l'agressivité. En effet, seules les stratégies qui maintiennent des effectifs de plantes malades assez élevés favorisent une évolution de l'agressivité de P. halstedii. Donc, les données acquises sur l'évolution du pouvoir pathogène chez P. halstedii suggèrent que la durabilité de la résistance verticale ne serait jamais satisfaisante quel que soit son mode de gestion. Il apparaît très important de mettre en place rapidement des méthodes de lutte intégrées impliquant la résistance quantitative.

Orientador: Carlos Roberto Padovani / Banca: Adriano Wagner Ballarin / Banca: José Carlos Martinez / Banca: Jacinta Ludovico Zamboti / Banca: Marie Oshiiwa / Resumo: Este trabalho foi desenvolvido com os objetivos de avaliar a divergência genética de 12 populações de girassol do Banco de Germoplasma da EMBRAPA /Soja de Londrina por meio de técnicas multivariadas; divulgar tópicos recentes e interessantes das técnicas multivariadas que não são explorados nos trabalhos científicos de melhoramento de plantas e orientar a escolha de populações para cruzamentos nos programas de melhoramento genético da cultura de girassol. O modelo experimental constitui-se de delineamento bloco casualizado envolvendo 12 variedades de girassol avaliadas sob cinco caracteres morfoagronômicos. Por meio da análise univariada foi verificada diferença significativa (p<0,05) dos tratamentos para todos caracteres. A aplicação dos componentes principais permitiu a redução bidimensional, com a explicação de 82,5% da variação total. O número de componentes foi avaliado pelo critério de Kaiser e critério Scree-test. A visualização da divergência genética proporcionada pelos escores das duas primeiras variáveis canônicas, evidenciaram grupos geneticamente diferentes. Ambas técnicas apontaram concordância nos resultados. Com base nas estimativas da distância Mahalanobis e distância euclideana foi realizada a análise de agrupamento adotando-se três algoritmos hierárquicos. Para determinar o número de grupos adotou-se o dendrograma, a análise do nível de fusão e a análise do comportamento de similaridade. Para validação utilizou-se o critério de Wilks dentro de cada grupo e gráficos multivariados auxiliaram na interpretação dos resultados. Pode-se concluir pela existência da divergência genética, detectando-se quatro grupos geneticamente diferentes e caracterizado pelos escores médios. / Abstract: The objective of this work was to evaluate genetic divergence in 12 sunflower populations from EMBRAPA/ Londrina Soybean Germplasm Bank, using multivariate techniques, to discuss recent and interesting topics related to the multivariate techniques donþt found in plant improvement scientific papers, and to offer guidelines on how to choose populations for sunflower genetic improvement crossing programs. The experiment included a totally block casualized design, with twelve sunflower varieties, evaluated according to 5 morphoagronomics traits. The univariate analysis showed a significant difference (p<0,05) among treatments for all the traits. Application of main components allowed for a bi-dimensional reduction, with 82,5% of the total variation. The number of components were evaluated by the Kaiser and Scree-test criteria. Genetic divergence visualization provided by the two first canonical variables showed genetically different groups. Both techniques showed the same results. Based on Mahalanobis and Euclidean distance estimates, a clustering analysis was carried out using three hierarchicals algorithms. A dendrogram, a fusion level analysis and a similarity behavior analysis were conducted to determine the number of groups. Validation used the Wilks criteria inside each group, while multivariate graphs helped with data interpretation. Results from this study showed genetic divergence in four groups characterized by average/mean scores. / Doutor

GOMES, Krishna Ribeiro. Irrigação e fertilizações orgânica e mineral na cultura do girassol no litoral cearense. 2014. 84 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-24T17:44:32Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_krgomes.pdf: 1821813 bytes, checksum: eb97266ce6baca4244fde8ebf2248de7 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-21T20:18:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_krgomes.pdf: 1821813 bytes, checksum: eb97266ce6baca4244fde8ebf2248de7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T20:18:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_krgomes.pdf: 1821813 bytes, checksum: eb97266ce6baca4244fde8ebf2248de7 (MD5) Previous issue date: 2014 / The arid and semiarid areas of Brazilian northeast are characterized by pronounced temporal and spatial variability of rainfall, contributing to the high risk of dryland and obtaining low yields of harvested crop agriculture. An alternative to mitigate the irregularity of rainfall and soil moisture stress in this region is irrigation, which is a practice that allows the reduction of risks and enables cultures externalize their potential productivity. Knowing the quantity of irrigation water for the development of a culture is crucial to the success of a crop factor as well as the application of alternative sources of fertilizer. The study aimed to evaluate the growth, gas exchange and productivity of sunflower variety Embrapa 122 under different irrigation and organic and mineral fertilization. The study was conducted in full sun in pots and was used a completely randomized factorial 5 x 3 corresponding to five irrigation design (L1=50%, L2=75%, L3=100%, L4=125% e L5=150% of ECA) and three fertilizations (F1=organic source, using bovine biofertilizer aerobic fermentation, F2=mineral fertilizer, based NPK and F3= witness, without fertilizer, with 5 repetitions. When the plants were in full development, gas exchange (photosynthesis, stomatal conductance, transpiration, and internal CO2 concentration) and growth (plant height, stem diameter and number of leaves) were measured. When the plants reached the maximum development of their productivity, they were harvested and dry biomass of certain leaf, stem and root, the head diameter, 1000 seed weight, dry matter of the chapter, dry matter and seed productivity were measured. The use of different irrigation causes significant effect on all growth parameters and biomass accumulation, gas exchange and productivity, except the number of leaves (NL) and internal temperature of leaves (Ti), and so the lower the effect the smaller the depth applied. Apply biofertilizer plants provides similar increments provided by the application of mineral fertilizers on growth parameters and biomass production increments, and the production and productivity of sunflower, but the photosynthetic parameters is presented as a reducer. There is interaction between irrigation water applied and fertilizers applied in almost all parameters, being the largest irrigation depth x bovine fertilizer and mineral fertilizer that provided the best values. / As áreas áridas e semiáridas do Nordeste brasileiro caracterizam-se por acentuada variabilidade temporal e espacial das precipitações pluviais, contribuindo para o alto risco da agricultura de sequeiro e obtenção de baixas produtividades das culturas exploradas. Uma alternativa para atenuar a irregularidade das chuvas e o estresse hídrico do solo nessa região é a irrigação, que é uma prática que permite a redução dos riscos e possibilita que as culturas externem os seus potenciais de produtividade. Conhecer a lâmina adequada ao desenvolvimento de uma cultura é fator determinante para o sucesso de uma colheita, bem como a aplicação de fontes alternativas de fertilizantes. O trabalho teve como objetivo avaliar o crescimento, as trocas gasosas e a produtividade da cultura do girassol, variedade Embrapa 122, sob diferentes lâminas de irrigação e fertilizações orgânica e mineral. O trabalho foi desenvolvido a pleno sol em vasos e utilizou-se um delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 5 x 3 correspondentes a cinco lâminas de irrigação (L1=50%, L2=75%, L3=100%, L4=125% e L5=150% da ECA) e três fertilizações (F1=fonte orgânica, utilizando-se biofertilizante bovino de fermentação aeróbia, F2=adubação mineral, com base em NPK e F3=testemunha, sem adição de fertilizantes, com 5 repetições. Quando as plantas se encontravam em pleno desenvolvimento foram medidas as trocas gasosas (fotossíntese, condutância estomática, transpiração e concentração interna de CO2), o crescimento (altura das plantas, diâmetro do caule e o número de folhas). Quando os aquênios atingiram seu máximo desenvolvimento, as plantas foram colhidas e determinadas a biomassa seca da folha, caule e raiz, o diâmetro dos capítulos, peso de 1000 sementes, matéria seca do capítulo, matéria seca das sementes e a produtividade. O uso de diferentes lâminas de irrigação provoca efeito significativo em todos os parâmetros de crescimento e acúmulo de biomassa, das trocas gasosas, e da produtividade, exceto no número de folhas (NF) e temperatura interna das folhas (Ti), sendo tão menor o efeito quanto menor a lâmina aplicada. Aplicar biofertilizante nas plantas proporciona incrementos semelhantes aos incrementos proporcionados pela aplicação de fertilizantes minerais nos parâmetros de crescimento e produção de biomassa, e na produção e produtividade da cultura do girassol, mas nos parâmetros fotossintéticos apresenta-se como um redutor. Há interação entre lâminas aplicadas x fertilizantes aplicados em quase todos os parâmetros avaliados, sendo a maior lâmina aplicada x biofertilizante bovino e fertilizante mineral a que proporcionou os melhores valores.

BEZERRA, F. T. C. Características produtivas e potencial fisiológico dos aquênios de girassol em função do arranjo espacial das plantas e do local de cultivo. 2013. 66 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Fitotecnia) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-07-03T21:22:05Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_ftcbezerra.pdf: 2022298 bytes, checksum: 4cf54a639b570f48a7e805f1818fcd6d (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-07-16T20:26:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_ftcbezerra.pdf: 2022298 bytes, checksum: 4cf54a639b570f48a7e805f1818fcd6d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-16T20:26:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_ftcbezerra.pdf: 2022298 bytes, checksum: 4cf54a639b570f48a7e805f1818fcd6d (MD5) Previous issue date: 2013 / Sunflower crop is becoming significant in the national and international scene, mainly due to the possibility of the use of oil for biodiesel production. Thus, the present study aimed to evaluate spatial arrangements and local culture on vegetative characteristics, yield components, yield and physiological potential of sunflower achene’s variety of Embrapa 122. The regions were at the Experimental area from Department of Plant Science, in Fortaleza, CE, and at Experimental Farm Vale do Curu, in Pentecost, CE. Treatments consisted of combinations of row spacing’s (0.30, 0.50, 0.70 and 0.90 m) and planting densities (30,000, 45,000, 60,000 and 75,000 plants per hectare) in a factorial 4 x 4, totaling 16 treatments arranged in four randomized blocks. These characteristics were stem diameter at soil level, stem length, number of leaves, leaf area, leaf area index, chapters collected, head diameter, mass chapter, mass of seeds for each chapter, mass of 100 seeds, achene’s per chapter, achene yield, harvest index and oil content in the achene’s. Physiological achene’s was evaluated by germination and vigor (first germination count, electrical conductivity, accelerated aging, seedling emergence and shoot length and root and dry weight of shoots and roots of seedlings emergency test). The experiments were analyzed together in relation to the growing cultivation site, the data were submitted to variance analysis and quantitative factors tested by regression using the F test (p <0.05) to check the adjustment to models. The spatial arrangements providing greater intraspecific competition affect the vegetative characteristics, reduce yield components and physiological achene’s, but not affect productivity. The growing place was the factor that most influenced the vegetative characteristics, yield components and achene production, mainly due to irregular and low rainfall. Germination and vigor of achene’s were also affected by growing place, the differences may be related to the maturation process caused by climatic factors. / A cultura do girassol vem se tornando expressiva nos cenários nacional e internacional devido, principalmente, a possibilidade da utilização do óleo na fabricação de biodiesel. Dessa forma, o presente trabalho objetivou avaliar arranjos espaciais e locais de cultivo sobre características vegetativas, componentes de produção, produtividade e potencial fisiológico de aquênios de girassol da variedade Embrapa 122. Os locais de cultivo foram na Área Experimental do Departamento de Fitotecnia, em Fortaleza, CE, e na Fazenda Experimental Vale do Curu, em Pentecoste, CE. Os tratamentos consistiram das combinações entre os espaçamentos entre linhas (0,30; 0,50; 0,70 e 0,90 m) e as densidades de plantio (30.000; 45.000; 60.000 e 75.000 plantas por hectare) no esquema fatorial 4 x 4, totalizando 16 tratamentos distribuídos em quatro blocos casualizados. As características avaliadas foram diâmetro do caule ao nível do solo, comprimento da haste, número de folhas, área foliar, índice de área foliar, capítulos colhidos, diâmetro do capítulo, massa do capitulo, massa de aquênios por capítulo, massa de 100 aquênios, aquênios por capítulo, produtividade de aquênios, índice de colheita e teor de óleo nos aquênios. O potencial fisiológico dos aquênios foi avaliado pelos testes de germinação e vigor (primeira contagem da germinação, condutividade elétrica, envelhecimento acelerado, emergência de plântulas e comprimento da parte aérea e da raiz e massa da matéria seca da parte aérea e da raiz das plântulas do teste de emergência). Os experimentos foram analisados de forma conjunta em relação ao local de cultivo, os dados submetidos à análise de variância e os fatores quantitativos testados por meio de regressão utilizando o teste F (p < 0,05) para verificar o ajuste aos modelos. Os arranjos espaciais que confere maior competição intraespecífica afetam as características vegetativas, reduzem os componentes de produção e o potencial fisiológico dos aquênios, porém não afetam a produtividade. O local de cultivo foi o fator que mais influenciou nas características vegetativas, nos componentes de produção e na produção de aquênios, devido, principalmente, a irregularidade e a baixa precipitação pluviométrica. A germinação e o vigor dos aquênios também foram afetados pelo local de cultivo, podendo as diferenças estar relacionadas ao processo de maturação ocasionados pelos fatores climáticos.