MIRANDA, Rafael de Souza. Influência de diferentes fontes de N inorgânico na regulação da homeostase K+/Na+ e nas respostas fisiológicas de plantas de sorgo forrageiro ao estresse salino. 2011. 128 f. Dissertação (Mestrado em bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2011. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-09-06T17:19:49Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_rsmiranda.pdf: 3995251 bytes, checksum: 4111189769c0516226949e3d06e5695f (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-09-27T17:12:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_rsmiranda.pdf: 3995251 bytes, checksum: 4111189769c0516226949e3d06e5695f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T17:12:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_rsmiranda.pdf: 3995251 bytes, checksum: 4111189769c0516226949e3d06e5695f (MD5) Previous issue date: 2011 / The aim of this work was to analyze the influence of inorganic nitrogen (N) on the regulation of homeostasis K+/Na+ in sorghum plants [Sorghum bicolor (L.) Moench], genotype CSF20, submitted to salt stress. Sorghum seeds were sown in moistened vermiculite and after four days, transferred to a nutrient solution containing N at 5.0 mM as NO3 -, NO3 - /NH4 + and NH4 + and K+ at 0.75 mM. After eight days of cultivation, the plants were treated with NaCl at 75.0 mM. Plants were harvested at twelve days (before application of stress), and thereafter at one, three, five and seven days after salt stress exposition. It was determined the growth, the concentration of ions (K+, Na+, Cl-, NO3 - and NH4 +) and organic compounds (soluble carbohydrates, reducing and non-reducing sugars, soluble protein and soluble amino acids), gas exchange and water absorption rate. Non-stressed sorghum plants grown in three N sources showed no significant differences in relation to its growth. However, there was a sharp reduction in growth when plants were subjected to salinity. The K+ contents were severely reduced by salinity, however, NO3 --grown plants as sole N source, showed the greatest reductions. Under these conditions, NH4 +-grown plants had higher rates of absorption and selective K+ transport. The salt stress increased significantly the Na+ levels in all tissues of the sorghum plants, regardless of N source, however, the highest increases were observed in plants growing in NO3 -. As a result of Na+ accumulation reduction, NH4 +-grown plants had a higher K+/Na+ ratio, particularly in shoot. In general, the Cl- levels were higher in NH4 +- grown plants, with the greatest accumulations in the roots. The shoot soluble carbohydrates were increased with salinity, however in roots, little or no effect of salt stress was observed. The reducing sugar contents in shoot and roots was increased one day after stress, however, on seventh day, the content of these sugars was reduced when compared to control, except in NH4 +-grown stressed plants, which seven day after stress exposure, had higher amount of reducing sugars than the control. The levels of reducing sugars were not reduced by salinity in the early days, however, increases were observed in the last days of NaCl exposure, regardless of source N. The starch content increased in the early days of salt stress, however, plants at seven days after stress showed less content of these sugars. Under control conditions, the soluble proteins and soluble amino acids contents were higher in NH4 +-grown plants. Already under salt stress, the soluble protein content were not affected due to the N source, however, the levels of soluble amino acids were significantly higher in NH4 +-grown plants. Reductions in stomatal conductance, transpiration and net photosynthesis were observed in NO3 - and NO3 -/NH4 +-grown stressed plants, however, there were no changes in these parameters in NH4 +-grown plants. Under control conditions, NO3 - or NO3 -/NH4 +-grown plants showed higher water absorption, however, under salinity conditions, water uptake of NO3 --grown plants was severely reduced. On the other hand, salt stress promoted increases in water uptake of NH4 +-grown plants. These results suggested that sorghum NH4 +-grown plants showed a greater tolerance to salinity, due to more efficient regulation of homeostasis K+/Na+. / Objetivou-se com o presente trabalho analisar a influência do nitrogênio inorgânico (N) na regulação da homeostase K+/Na+ e nas respostas fisiológicas de plantas de sorgo forrageiro [Sorghum bicolor (L.) Moench], genótipo CSF20, submetidas ao estresse salino. Sementes de sorgo forrageiro foram semeadas em vermiculita e após quatro dias, transferidas para soluções nutritivas contendo N a 5,0 mM, nas formas de NO3-, NO3-/NH4+ e NH4+ e K+ a 0,75 mM. Após oito dias de cultivo, as plantas foram submetidas a estresse salino com NaCl a 75,0 mM. As coletas foram realizadas aos doze dias (antes da aplicação do estresse), e com um, três, cinco e sete dias de estresse salino. Analisaram-se o crescimento, os teores de íons (K+, Na+, Cl-, NO3- e NH4+) e de compostos orgânicos (carboidratos solúveis, redutores e não redutores, proteínas e N-aminossolúveis), as trocas gasosas e a absorção de água. As plantas de sorgo não estressadas cultivadas nas três fontes de N não apresentaram diferenças significativas em relação ao seu crescimento. No entanto, houve uma forte redução do mesmo quando as plantas foram submetidas à salinidade. Os teores de K+ foram severamente reduzidos com a salinidade, no entanto, as plantas cultivadas com NO3-, como única fonte de N, apresentaram as maiores reduções. Sob estas condições, os cultivos com NH4+ apresentaram maiores taxas de seletividade de absorção e transporte de K+. O estresse salino aumentou consideravelmente os teores de Na+ em todas as partes das plantas de sorgo, independente da fonte de N, no entanto, os maiores incrementos foram observados nas plantas nutridas com NO3-. Em decorrência do menor acúmulo de Na+, as plantas cultivadas com NH4+ apresentaram maior relação K+/Na+, principalmente na parte aérea. De modo geral, os teores de Cl- foram maiores nas plantas cultivadas com NH4+, sendo maiores os acúmulos nas raízes. Os teores de carboidratos solúveis da parte aérea foram aumentados com a salinidade, entretanto, nas raízes, pouco ou nenhum efeito do estresse salino foi observado. O conteúdo de carboidratos redutores, tanto na parte aérea como nas raízes, foi aumentado nos primeiros dias de estresse, entretanto, aos sete dias, o conteúdo desses carboidratos foi reduzido em comparação aos controles, exceto na parte aérea das plantas estressadas e cultivadas com NH4+, que no sétimo dia de estresse, apresentaram mais carboidratos redutores que os respectivos controles. Os teores de carboidratos não redutores foram reduzidos com a salinidade nos primeiros dias de estresse, entretanto, foram observados aumentos nos últimos dias de exposição ao NaCl, independente da fonte de N. Os teores de amido aumentaram nos primeiros dias de estresse salino, porém, aos sete dias, todas as plantas apresentaram redução no conteúdo desses carboidratos. Sob condições controle, o conteúdo de proteínas solúveis e N-aminossolúveis foram maiores nas plantas cultivadas com NH4+. Já sob estresse salino, os teores de proteínas solúveis não foram influenciados com a fonte de N, contudo, os teores de N-aminossolúveis foram significativamente maiores nas plantas nutridas com NH4+. Reduções na condutância estomática, na transpiração e na fotossíntese líquida foram observadas em plantas estressadas e cultivadas com NO3- ou com NO3-/NH4+, entretanto, não houve alterações desses parâmetros nas plantas nutridas com NH4+. Sob condições controle, plantas crescendo com NO3- ou com NO3-/NH4+ apresentaram maiores taxas de absorção de água, entretanto sob condições de salinidade, a absorção de água das plantas crescidas com NO3- foi reduzida. Por outro lado, o estresse salino promoveu aumentos na taxa de absorção de água das plantas cultivadas com NH4+. A análise em conjunto destes resultados permite concluir que plantas de sorgo cultivadas com o íon NH4+ apresentaram uma maior tolerância à salinidade, em decorrência da regulação mais eficiente da homeostase K+/Na+.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Objetivou-se com o presente trabalho analisar a influÃncia do nitrogÃnio inorgÃnico (N) na regulaÃÃo da homeostase K+/Na+ e nas respostas fisiolÃgicas de plantas de sorgo forrageiro [Sorghum bicolor (L.) Moench], genÃtipo CSF20, submetidas ao estresse salino. Sementes de sorgo forrageiro foram semeadas em vermiculita e apÃs quatro dias, transferidas para soluÃÃes nutritivas contendo N a 5,0 mM, nas formas de NO3-, NO3-/NH4+ e NH4+ e K+ a 0,75 mM. ApÃs oito dias de cultivo, as plantas foram submetidas a estresse salino com NaCl a 75,0 mM. As coletas foram realizadas aos doze dias (antes da aplicaÃÃo do estresse), e com um, trÃs, cinco e sete dias de estresse salino. Analisaram-se o crescimento, os teores de Ãons (K+, Na+, Cl-, NO3- e NH4+) e de compostos orgÃnicos (carboidratos solÃveis, redutores e nÃo redutores, proteÃnas e N-aminossolÃveis), as trocas gasosas e a absorÃÃo de Ãgua. As plantas de sorgo nÃo estressadas cultivadas nas trÃs fontes de N nÃo apresentaram diferenÃas significativas em relaÃÃo ao seu crescimento. No entanto, houve uma forte reduÃÃo do mesmo quando as plantas foram submetidas à salinidade. Os teores de K+ foram severamente reduzidos com a salinidade, no entanto, as plantas cultivadas com NO3-, como Ãnica fonte de N, apresentaram as maiores reduÃÃes. Sob estas condiÃÃes, os cultivos com NH4+ apresentaram maiores taxas de seletividade de absorÃÃo e transporte de K+. O estresse salino aumentou consideravelmente os teores de Na+ em todas as partes das plantas de sorgo, independente da fonte de N, no entanto, os maiores incrementos foram observados nas plantas nutridas com NO3-. Em decorrÃncia do menor acÃmulo de Na+, as plantas cultivadas com NH4+ apresentaram maior relaÃÃo K+/Na+, principalmente na parte aÃrea. De modo geral, os teores de Cl- foram maiores nas plantas cultivadas com NH4+, sendo maiores os acÃmulos nas raÃzes. Os teores de carboidratos solÃveis da parte aÃrea foram aumentados com a salinidade, entretanto, nas raÃzes, pouco ou nenhum efeito do estresse salino foi observado. O conteÃdo de carboidratos redutores, tanto na parte aÃrea como nas raÃzes, foi aumentado nos primeiros dias de estresse, entretanto, aos sete dias, o conteÃdo desses carboidratos foi reduzido em comparaÃÃo aos controles, exceto na parte aÃrea das plantas estressadas e cultivadas com NH4+, que no sÃtimo dia de estresse, apresentaram mais carboidratos redutores que os respectivos controles. Os teores de carboidratos nÃo redutores foram reduzidos com a salinidade nos primeiros dias de estresse, entretanto, foram observados aumentos nos Ãltimos dias de exposiÃÃo ao NaCl, independente da fonte de N. Os teores de amido aumentaram nos primeiros dias de estresse salino, porÃm, aos sete dias, todas as plantas apresentaram reduÃÃo no conteÃdo desses carboidratos. Sob condiÃÃes controle, o conteÃdo de proteÃnas solÃveis e N-aminossolÃveis foram maiores nas plantas cultivadas com NH4+. Jà sob estresse salino, os teores de proteÃnas solÃveis nÃo foram influenciados com a fonte de N, contudo, os teores de N-aminossolÃveis foram significativamente maiores nas plantas nutridas com NH4+. ReduÃÃes na condutÃncia estomÃtica, na transpiraÃÃo e na fotossÃntese lÃquida foram observadas em plantas estressadas e cultivadas com NO3- ou com NO3-/NH4+, entretanto, nÃo houve alteraÃÃes desses parÃmetros nas plantas nutridas com NH4+. Sob condiÃÃes controle, plantas crescendo com NO3- ou com NO3-/NH4+ apresentaram maiores taxas de absorÃÃo de Ãgua, entretanto sob condiÃÃes de salinidade, a absorÃÃo de Ãgua das plantas crescidas com NO3- foi reduzida. Por outro lado, o estresse salino promoveu aumentos na taxa de absorÃÃo de Ãgua das plantas cultivadas com NH4+. A anÃlise em conjunto destes resultados permite concluir que plantas de sorgo cultivadas com o Ãon NH4+ apresentaram uma maior tolerÃncia à salinidade, em decorrÃncia da regulaÃÃo mais eficiente da homeostase K+/Na+. / The aim of this work was to analyze the influence of inorganic nitrogen (N) on the regulation of homeostasis K+/Na+ in sorghum plants [Sorghum bicolor (L.) Moench], genotype CSF20, submitted to salt stress. Sorghum seeds were sown in moistened vermiculite and after four days, transferred to a nutrient solution containing N at 5.0 mM as NO3 -, NO3 - /NH4 + and NH4 + and K+ at 0.75 mM. After eight days of cultivation, the plants were treated with NaCl at 75.0 mM. Plants were harvested at twelve days (before application of stress), and thereafter at one, three, five and seven days after salt stress exposition. It was determined the growth, the concentration of ions (K+, Na+, Cl-, NO3 - and NH4 +) and organic compounds (soluble carbohydrates, reducing and non-reducing sugars, soluble protein and soluble amino acids), gas exchange and water absorption rate. Non-stressed sorghum plants grown in three N sources showed no significant differences in relation to its growth. However, there was a sharp reduction in growth when plants were subjected to salinity. The K+ contents were severely reduced by salinity, however, NO3 --grown plants as sole N source, showed the greatest reductions. Under these conditions, NH4 +-grown plants had higher rates of absorption and selective K+ transport. The salt stress increased significantly the Na+ levels in all tissues of the sorghum plants, regardless of N source, however, the highest increases were observed in plants growing in NO3 -. As a result of Na+ accumulation reduction, NH4 +-grown plants had a higher K+/Na+ ratio, particularly in shoot. In general, the Cl- levels were higher in NH4 +- grown plants, with the greatest accumulations in the roots. The shoot soluble carbohydrates were increased with salinity, however in roots, little or no effect of salt stress was observed. The reducing sugar contents in shoot and roots was increased one day after stress, however, on seventh day, the content of these sugars was reduced when compared to control, except in NH4 +-grown stressed plants, which seven day after stress exposure, had higher amount of reducing sugars than the control. The levels of reducing sugars were not reduced by salinity in the early days, however, increases were observed in the last days of NaCl exposure, regardless of source N. The starch content increased in the early days of salt stress, however, plants at seven days after stress showed less content of these sugars. Under control conditions, the soluble proteins and soluble amino acids contents were higher in NH4 +-grown plants. Already under salt stress, the soluble protein content were not affected due to the N source, however, the levels of soluble amino acids were significantly higher in NH4 +-grown plants. Reductions in stomatal conductance, transpiration and net photosynthesis were observed in NO3 - and NO3 -/NH4 +-grown stressed plants, however, there were no changes in these parameters in NH4 +-grown plants. Under control conditions, NO3 - or NO3 -/NH4 +-grown plants showed higher water absorption, however, under salinity conditions, water uptake of NO3 --grown plants was severely reduced. On the other hand, salt stress promoted increases in water uptake of NH4 +-grown plants. These results suggested that sorghum NH4 +-grown plants showed a greater tolerance to salinity, due to more efficient regulation of homeostasis K+/Na+

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-05-09T20:35:53Z No. of bitstreams: 1 2016 - Manoel Goes dos Santos.pdf: 1308010 bytes, checksum: 54c8e6df91ab48a87ed4c2da25330ec2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-09T20:35:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Manoel Goes dos Santos.pdf: 1308010 bytes, checksum: 54c8e6df91ab48a87ed4c2da25330ec2 (MD5) Previous issue date: 2016-06-28 / The aim of this study was to analyze what possible contributions the Federal Institute of Education Science and Amazon Technology - Campus Tabatinga provided and is providing Umaria?u community and what impacts that cause in political, social, educational and economic of the community. The methodology that was used in this study consisted of two distinct actions. The first referred to the survey documents that deal with educational policies, such as: LDB number 9.394 / 96; Convention 169; Law 11,892 / 2008; Political Course Project (PPC) and curriculum Matrix Technical Course in Agriculture in Form Integrated mode in EJA-PROEJA Campus Tabatinga-AM; National Guidelines for Basic Education - MEC 2013; possession of documents of FUNAI that Regulates the T?k?na (ticuna) indigenous lands of Umaria?u people. The second methodological action was based on qualitative quantitative methodology in the course of informants in Technical Agriculture, indicate difficulties and solutions for vocational education established by Campus Tabatinga-AM. The research can be understood as a process of discovery of facts that objective contact with unknown or little known realities, revealing its characteristics and peculiarities. And it is through this tool we can work teaching and learning process more efficiently, with a facilitating tool in the process of understanding and definition of public policies. For this work student can be considered as a complementary tool to its training by the need for continuous improvement and the search for new knowledge, contributing effectively in their academic, professional and social. The questionnaire was applied Technical Course in Agribusiness in Form Integrated in EJA-PROEJA mode, and enabled us to identify their perception on the development of research as a pedagogical activity, highlighting the main difficulties for their effective realization. The results obtained in the study provided subsidies to make some considerations on the impact that professional education is providing with the people of the T?k?na ethnic Umaria?u; contributions and challenges in developing educational proposals through a dialogic and reflexive action between Institution of Technical Education and leaders of the local T?k?na (ticuna) ethnic group. This study craved not exhaust the discussion on methodologies and challenges that the T?k?na (ticuna) people faced throughout its historical trajectory. This work took into account the references of authors such as Levi-Strauss, Oliveira Filho, Nimuendaj?, Oliveira Ribeiro Reis, Oro, among others who have contributed to clarifying the T?k?na (ticuna) history. / O objetivo desse trabalho foi Analisar quais as poss?veis contribui??es que o Instituto Federal de Educa??o Ci?ncia e Tecnologia do Amazonas ? Campus Tabatinga proporcionou e est? proporcionando ? comunidade de Umaria?u e quais impactos que acarretam na vida pol?tica, social, educacional e econ?mica daquela comunidade. A metodologia que foi utilizada nesta pesquisa constituiu-se de duas a??es bem distintas. A primeira referiu-se ao levantamento de documentos que versam sobre as pol?ticas p?blicas educacionais, tais como: LDB N?mero 9.394/96; Conven??o 169; Lei 11.892/2008; Projeto Pol?tico do Curso (PPC) e Matriz curricular do Curso T?cnico em Agropecu?ria na Forma Integrada na Modalidade EJA-PROEJA do Campus Tabatinga-AM; Diretrizes Curriculares Nacionais da Educa??o B?sica ? MEC 2013; Documentos de posse da FUNAI que Regulamenta as terras ind?genas do povo T?k?na (ticuna) de Umaria?u. A segunda a??o metodol?gica foi baseada na metodologia quantitativa qualitativa em que os informantes do curso T?cnico em Agropecu?ria, apontam dificuldades e solu??es para a educa??o profissional estabelecida pelo Campus Tabatinga-AM. A pesquisa pode ser entendida como um processo de descoberta de fatos que objetiva entrar em contato com realidades desconhecidas ou pouco conhecidas, revelando suas caracter?sticas e peculiaridades. E ? atrav?s desta ferramenta que conseguimos trabalhar o processo de ensino e aprendizagem de forma mais eficiente, sendo uma ferramenta facilitadora no processo de compreens?o e defini??o de pol?ticas p?blicas. Para o aluno este trabalho pode ser considerado como uma ferramenta complementar a sua forma??o, mediante a necessidade do cont?nuo aperfei?oamento e a busca por novos conhecimentos, contribuindo de forma efetiva em sua forma??o acad?mica, profissional e social. O question?rio foi aplicado Curso T?cnico em Agroind?stria na Forma Integrada na Modalidade EJA-PROEJA, e possibilitou identificar a percep??o dos mesmos acerca do desenvolvimento da pesquisa como atividade pedag?gica, destacando-se as principais dificuldades encontradas para sua efetiva realiza??o. Os resultados obtidos na pesquisa nos forneceram subs?dios para formular algumas considera??es sobre os impactos que a educa??o profissional est? proporcionando junto ao povo da etnia T?k?na (ticuna) de Umaria?u; contribui??es e os desafios no desenvolvimento propostas educativas atrav?s de uma a??o dial?gica e reflexiva entre Institui??o de Ensino T?cnico e lideran?as da etnia T?k?na (ticuna) locais. O presente estudo n?o almejou esgotar a discuss?o sobre metodologias e desafios que o povo T?k?na (ticuna) enfrentou ao longo de sua trajet?ria hist?rica. Este trabalho levou em conta as refer?ncias bibliogr?ficas de autores como L?vi-Strauss, Oliveira Filho, Nimuendaj?, Oliveira, Ribeiro, Reis, Oro, entre outros que contribu?ram para o esclarecimento da hist?ria T?k?na (ticuna).

MIRANDA, Rafael de Souza. Influência de diferentes fontes de N inorgânico na regulação da homeostase K+/Na+ e nas respostas fisiológicas de plantas de sorgo forrageiro ao estresse salino. 2011. 128 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2011. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-06-29T13:37:52Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_rsmiranda.pdf: 3995251 bytes, checksum: 4111189769c0516226949e3d06e5695f (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T20:14:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_rsmiranda.pdf: 3995251 bytes, checksum: 4111189769c0516226949e3d06e5695f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T20:14:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_rsmiranda.pdf: 3995251 bytes, checksum: 4111189769c0516226949e3d06e5695f (MD5) Previous issue date: 2011 / The aim of this work was to analyze the influence of inorganic nitrogen (N) on the regulation of homeostasis K+/Na+ in sorghum plants [Sorghum bicolor (L.) Moench], genotype CSF20, submitted to salt stress. Sorghum seeds were sown in moistened vermiculite and after four days, transferred to a nutrient solution containing N at 5.0 mM as NO3 -, NO3 - /NH4 + and NH4 + and K+ at 0.75 mM. After eight days of cultivation, the plants were treated with NaCl at 75.0 mM. Plants were harvested at twelve days (before application of stress), and thereafter at one, three, five and seven days after salt stress exposition. It was determined the growth, the concentration of ions (K+, Na+, Cl-, NO3 - and NH4 +) and organic compounds (soluble carbohydrates, reducing and non-reducing sugars, soluble protein and soluble amino acids), gas exchange and water absorption rate. Non-stressed sorghum plants grown in three N sources showed no significant differences in relation to its growth. However, there was a sharp reduction in growth when plants were subjected to salinity. The K+ contents were severely reduced by salinity, however, NO3 --grown plants as sole N source, showed the greatest reductions. Under these conditions, NH4 +-grown plants had higher rates of absorption and selective K+ transport. The salt stress increased significantly the Na+ levels in all tissues of the sorghum plants, regardless of N source, however, the highest increases were observed in plants growing in NO3 -. As a result of Na+ accumulation reduction, NH4 +-grown plants had a higher K+/Na+ ratio, particularly in shoot. In general, the Cl- levels were higher in NH4 +- grown plants, with the greatest accumulations in the roots. The shoot soluble carbohydrates were increased with salinity, however in roots, little or no effect of salt stress was observed. The reducing sugar contents in shoot and roots was increased one day after stress, however, on seventh day, the content of these sugars was reduced when compared to control, except in NH4 +-grown stressed plants, which seven day after stress exposure, had higher amount of reducing sugars than the control. The levels of reducing sugars were not reduced by salinity in the early days, however, increases were observed in the last days of NaCl exposure, regardless of source N. The starch content increased in the early days of salt stress, however, plants at seven days after stress showed less content of these sugars. Under control conditions, the soluble proteins and soluble amino acids contents were higher in NH4 +-grown plants. Already under salt stress, the soluble protein content were not affected due to the N source, however, the levels of soluble amino acids were significantly higher in NH4 +-grown plants. Reductions in stomatal conductance, transpiration and net photosynthesis were observed in NO3 - and NO3 -/NH4 +-grown stressed plants, however, there were no changes in these parameters in NH4 +-grown plants. Under control conditions, NO3 - or NO3 -/NH4 +-grown plants showed higher water absorption, however, under salinity conditions, water uptake of NO3 --grown plants was severely reduced. On the other hand, salt stress promoted increases in water uptake of NH4 +-grown plants. These results suggested that sorghum NH4 +-grown plants showed a greater tolerance to salinity, due to more efficient regulation of homeostasis K+/Na+ / Objetivou-se com o presente trabalho analisar a influência do nitrogênio inorgânico (N) na regulação da homeostase K+/Na+ e nas respostas fisiológicas de plantas de sorgo forrageiro [Sorghum bicolor (L.) Moench], genótipo CSF20, submetidas ao estresse salino. Sementes de sorgo forrageiro foram semeadas em vermiculita e após quatro dias, transferidas para soluções nutritivas contendo N a 5,0 mM, nas formas de NO3-, NO3-/NH4+ e NH4+ e K+ a 0,75 mM. Após oito dias de cultivo, as plantas foram submetidas a estresse salino com NaCl a 75,0 mM. As coletas foram realizadas aos doze dias (antes da aplicação do estresse), e com um, três, cinco e sete dias de estresse salino. Analisaram-se o crescimento, os teores de íons (K+, Na+, Cl-, NO3- e NH4+) e de compostos orgânicos (carboidratos solúveis, redutores e não redutores, proteínas e N-aminossolúveis), as trocas gasosas e a absorção de água. As plantas de sorgo não estressadas cultivadas nas três fontes de N não apresentaram diferenças significativas em relação ao seu crescimento. No entanto, houve uma forte redução do mesmo quando as plantas foram submetidas à salinidade. Os teores de K+ foram severamente reduzidos com a salinidade, no entanto, as plantas cultivadas com NO3-, como única fonte de N, apresentaram as maiores reduções. Sob estas condições, os cultivos com NH4+ apresentaram maiores taxas de seletividade de absorção e transporte de K+. O estresse salino aumentou consideravelmente os teores de Na+ em todas as partes das plantas de sorgo, independente da fonte de N, no entanto, os maiores incrementos foram observados nas plantas nutridas com NO3-. Em decorrência do menor acúmulo de Na+, as plantas cultivadas com NH4+ apresentaram maior relação K+/Na+, principalmente na parte aérea. De modo geral, os teores de Cl- foram maiores nas plantas cultivadas com NH4+, sendo maiores os acúmulos nas raízes. Os teores de carboidratos solúveis da parte aérea foram aumentados com a salinidade, entretanto, nas raízes, pouco ou nenhum efeito do estresse salino foi observado. O conteúdo de carboidratos redutores, tanto na parte aérea como nas raízes, foi aumentado nos primeiros dias de estresse, entretanto, aos sete dias, o conteúdo desses carboidratos foi reduzido em comparação aos controles, exceto na parte aérea das plantas estressadas e cultivadas com NH4+, que no sétimo dia de estresse, apresentaram mais carboidratos redutores que os respectivos controles. Os teores de carboidratos não redutores foram reduzidos com a salinidade nos primeiros dias de estresse, entretanto, foram observados aumentos nos últimos dias de exposição ao NaCl, independente da fonte de N. Os teores de amido aumentaram nos primeiros dias de estresse salino, porém, aos sete dias, todas as plantas apresentaram redução no conteúdo desses carboidratos. Sob condições controle, o conteúdo de proteínas solúveis e N-aminossolúveis foram maiores nas plantas cultivadas com NH4+. Já sob estresse salino, os teores de proteínas solúveis não foram influenciados com a fonte de N, contudo, os teores de N-aminossolúveis foram significativamente maiores nas plantas nutridas com NH4+. Reduções na condutância estomática, na transpiração e na fotossíntese líquida foram observadas em plantas estressadas e cultivadas com NO3- ou com NO3-/NH4+, entretanto, não houve alterações desses parâmetros nas plantas nutridas com NH4+. Sob condições controle, plantas crescendo com NO3- ou com NO3-/NH4+ apresentaram maiores taxas de absorção de água, entretanto sob condições de salinidade, a absorção de água das plantas crescidas com NO3- foi reduzida. Por outro lado, o estresse salino promoveu aumentos na taxa de absorção de água das plantas cultivadas com NH4+. A análise em conjunto destes resultados permite concluir que plantas de sorgo cultivadas com o íon NH4+ apresentaram uma maior tolerância à salinidade, em decorrência da regulação mais eficiente da homeostase K+/Na+.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A busca por estratÃgias de cultivo que possam contribuir para a aclimataÃÃo de plantas à salinidade à de fundamental importÃncia, pois, alÃm de possibilitar a identificaÃÃo de genes potenciais para guiar ensaios de modificaÃÃo genÃtica, permite selecionar cultivares com maior capacidade de crescer em solos com excesso de sais. A fim de testar a hipÃtese que a nutriÃÃo nitrogenada com NH4+ aumenta a tolerÃncia de plantas de Sorghum bicolor à salinidade, atravÃs da ativaÃÃo de mecanismos voltados ao controle da homeostase iÃnica, estabeleceram-se trÃs etapas experimentais. Na primeira delas, que objetivou definir a relaÃÃo entre as fontes de nitrogÃnio (N), NO3- e NH4+, que proporcionasse melhor crescimento das plantas sob salinidade, observou-se claramente que a nutriÃÃo somente com NH4+ (proporÃÃo NO3-/NH4+ de 0:100) foi mais vantajosa para o crescimento de S. bicolor sob salinidade que a nutriÃÃo apenas com NO3- ou com o regime misto desses dois Ãons, dado os maiores Ãndices de Ãrea foliar e massa seca da parte aÃrea. Verificou-se tambÃm que, sob estresse, as plantas nutridas somente com NH4+ acumularam menos Na+ nas folhas e nas raÃzes, influenciando positivamente a relaÃÃo K+/Na+, e apresentaram maiores teores de aminoÃcidos solÃveis, principalmente aqueles ricos em N (glutamina e asparagina), que contribuÃram para evitar a toxicidade do NH4+ e provavelmente para o ajustamento osmÃtico. AlÃm disso, enquanto plantas nutridas com proporÃÃes NO3-/NH4+ de 100:0, 75:25, 50:50 e 25:75 apresentaram taxas de assimilaÃÃo lÃquida de CO2 inalteradas ou reduzidas pela salinidade, plantas cultivadas somente com NH4+ (proporÃÃo 0:100) apresentaram incrementos nessa variÃvel, em reposta ao estresse. A segunda etapa teve como objetivo principal investigar se a tolerÃncia à salinidade mediada pelo NH4+ era resultante da regulaÃÃo efetiva dos processos relacionados à fotossÃntese. Nessa ocasiÃo, esse argumento foi refutado, pois a melhor eficiÃncia do fotossistema II sob estresse salino foi observada nas plantas cultivadas com a mesma proporÃÃo de NO3- e NH4+ (proporÃÃo 50:50). Nesse grupo de plantas, a reduÃÃo no quenching nÃo fotoquÃmico (NPQ) confirmou a maior eficiÃncia fotoquÃmica, dado o aumento na eficiÃncia quÃntica potencial (Fv/Fm) e efetiva (ΦPSII) do fotossistema II e a elevada taxa de transporte de elÃtrons (ETR). Esse fenÃmeno foi diretamente relacionado com os incrementos nos teores de clorofila b e de antocianinas. Por fim, na terceira etapa, objetivou-se elucidar os mecanismos envolvidos no controle do acÃmulo de Na+, sob salinidade, na cÃlula e na planta inteira, bem como identificar o papel da nutriÃÃo com NH4+ nesses processos. Em estudos com vesÃculas de membrana de raÃzes, verificou-se que plantas estressadas cultivadas somente com NH4+ apresentaram maior ativaÃÃo dos transportadores do tipo antiporte Na+/H+ (SOS1) de membrana plasmÃtica e, em menor proporÃÃo, do antiporte Na+/H+ (NHX) de tonoplasto, ao passo que o oposto foi observado nas plantas nutridas com NO3-. Esses dados sugerem que o cultivo somente com NO3- induziu o mecanismo de compartimentaÃÃo de Na+ no vacÃolo, como evidenciado pela anÃlise dos transcritos da famÃlia NHX, em que a expressÃo do gene SbNHX2 (principal isoforma expressa) nas raÃzes das plantas foi aumentada em quase todos os tempos analisados (24, 48, 120 e 240 horas apÃs exposiÃÃo ao NaCl). Mesmo assim, essa resposta nÃo foi suficiente para o controle do Na+, jà que a entrada contÃnua desse Ãon no xilema radicular afetou o influxo de K+ na seiva e limitou o acÃmulo de K+ nas folhas. Por outro lado, a nutriÃÃo somente com NH4+ ativou potencialmente mecanismos de controle do acÃmulo de Na+, uma vez que houve acionamento efetivo do efluxo de Na+ para o apoplasto via SOS1, que restringiu o carregamento desse Ãon no xilema e, consequentemente, limitou a acumulaÃÃo dele nos tecidos aÃreos. A formaÃÃo do gradiente de potencial eletroquÃmico, essencial para a atividade dos transportadores Na+/H+, foi modulada diferencialmente pela fonte de N. A atividade de bombeamento de prÃtons da H+-ATPase de membrana plasmÃtica (P-ATPase) foi estimulada em maior proporÃÃo pela presenÃa de NH4+, sem haver, contudo, aumento na atividade de hidrÃlise de ATP. Jà o aumento da translocaÃÃo de H+ pela P-ATPase em plantas estressadas cultivadas com NO3- foi diretamente relacionado ao incremento na hidrÃlise de ATP. Esses resultados sugerem que a disponibilidade de NH4+ aumentou a afinidade da P-ATPase por H+, pois houve melhor eficiÃncia de acoplamento H+/ATP, e isso tornou a enzima mais efetiva para transportar H+ com menos gasto de energia. AlÃm disso, esse aumento no bombeamento de prÃtons resultou em um maior potencial eletroquÃmico, e favoreceu diretamente a atividade do antiporte SOS1 de membrana plasmÃtica. Os nÃveis de transcritos dos genes SbPHA3 e SbPHA5 (principais isoformas expressas da famÃlia) foram aumentados nas plantas cultivadas somente com NO3-, nos tempos iniciais de exposiÃÃo ao estresse salino (12 e 24 h), enquanto que, nos cultivos somente com NH4+, essa resposta sà foi detectada apÃs 24 h. No vacÃolo, a principal bomba responsÃvel pela formaÃÃo do gradiente de H+ durante a exposiÃÃo ao estresse salino foi a H+-ATPase (V-ATPase), em comparaÃÃo à H+-PPiase. Nas plantas cultivadas somente com NO3-, observou-se uma melhor regulaÃÃo da V-ATPase, em associaÃÃo à atividade aumentada do antiporte NHX, enquanto que no cultivo com NH4+, a ativaÃÃo do transporte de H+ sob salinidade foi diretamente relacionada a incrementos na atividade de hidrÃlise de ATP da V-ATPase, bem como ao aumento da expressÃo dos transcritos do gene SbVHA2, ao longo de todo o perÃodo experimental. Essas observaÃÃes revelam que o NH4+, como fonte Ãnica de N, ativa mecanismos que envolvem uma regulaÃÃo coordenada, nas raÃzes, da atividade e da expressÃo gÃnica de bombas de H+ e transportadores Na+/H+ de membrana plasmÃtica e de tonoplasto, que culminam no controle do acÃmulo de Na+ na planta inteira e aumentam a tolerÃncia de S. bicolor ao estresse salino. / Over the last decades, several researchers have focused the development of cultivation strategies in order to improve the plantâs ability to withstand salinity. Understanding the plant salt tolerance is one of important trait to enhance productivity of crops in saline soils because it provides molecular basis for plant breeding, as well as allows identify plant species with a greater ability to grown in salinized areas. In order to test the hypothesis that nitrogen nutrition with NH4+ improves the salt tolerance in Sorghum bicolor plants, through the restrict control of ionic homeostasis, three experimental steps were established. In the first one, we investigated what would nitrogen regime, as NO3-:NH4+ ratio, contribute to the better growth of plants under salinity. Our data clearly showed that the nutrition with only NH4+ (NO3-/NH4+ at 0:100) was more advantageous for the growth of S. bicolor under salinity than the supply with solely NO3- or the mixed regimes, as evidenced by the higher leaf area and shoot dry mass. Under salinity, Na+ accumulation was severely limited in presence of NH4+ (0:100), which positively influenced on K+/Na+ homeostasis. In parallel, NH4+-fed plants displayed a substantial accumulation of N-rich amino acids (mainly glutamine and asparagine) in both tissues, which seems to be fundamental in alleviating the NH4+ toxicity. Furthermore, whereas plants treated with NO3-:NH4+ ratio of 100:0, 75:25, 50:50 and 25:75 ratios had their photosynthetic rates (A) unaltered or reduced by salinity, plants supplied with only NH4+ showed an increased CO2 assimilation in response to stress. During the second step, we evaluated if the better salt tolerance in NH4+ cultivated plants was due to an effective regulation of photosynthesis-related processes. This idea was rejected because of the most striking effects of nitrogen regime were observed in plants supplied with equal amounts of NO3-: NH4+ (50:50). Under salt stress, plants from 50:50 NO3-:NH4+ treatments displayed a lower non-photochemical quenching (NPQ) and an improved photosystem II maximum efficiency (Fv/Fm). Their superior performance was also indicated by a higher effective quantum yield of PSII (ΦPSII) and electron transport rate (ETR), as well as increased chlorophyll b and anthocyanins. Finally, at the third step, we supply S. bicolor plants with NO3- or NH4+ to investigate changes in pathways for control of Na+ accumulation, at cell and whole plant level, in response to 75 mM NaCl-stress. By using root membrane-enriched vesicles, it was found that a more pronounced plasma membrane Na+/H+ antiporter (SOS1) activity and low loading of Na+ in the xylem in the NH4+ treated plants, whereas a largest vacuolar Na+/H+ exchanger (NHX) activity was noticed by NO3- grown plants. These data suggest that the NO3- availability induced the compartmentalization of Na+ into the vacuole, as supported by the upregulation of SbNHX2 gene expression over time of NaCl exposure (12, 24, 48, 120 and 240 h). Nonetheless, it composed an inefficient pathway of Na+ control, since the incessant entrance of Na+ in the xylem sap impaired the K+ loading and limited the K+ accumulation in the shoot. On the other hand, the NH4+ supply potentially activated the mechanisms for control of Na+ accumulation, driving an effective efflux of Na+ out of the cell, via SOS1, restricting its loading in the xylem and thus limiting Na+ reach and accumulation in the aerial tissues. Surprisingly, we found that the generation of electrochemical potential gradient for Na+/H+ exchange activity is differentially modulated by the nitrogen source. The H+-pumping activity driven by plasma membrane H+-ATPase (P-ATPase) was greatly stimulated by the presence of NH4+ in growth medium, however, without an increase in ATP hydrolysis activity. Conversely, the improvement of P-ATPase-generated H+-pumping of NO3- fed stressed plants was directly related to the increase of ATP hydrolysis. These data show that the NH4+ availability enhances the H+/ATP coupling efficiency of P-ATPase, i. e. the enzyme displayed a high capacity of transport H+ across plasma membrane with low ATP consumption. Moreover, the bigger H+ translocation resulted in a greater electrochemical potential which in turn favored the SOS1 activity. The expression of SbPHA3 and SbPHA5 genes was upregulated in NO3- grown stressed plants at the beginning of salt exposure (12 and 24 h), whereas it was enhanced in NH4+ supplied stressed plants only after 24 h. At vacuole level, the H+-ATPase (V-ATPase) was the main proton pump responsive to salinity, as compared do H+-Pyrophosphatase (PPase). A better regulation between V-ATPase and NHX antiporter activities was noticed by plants from NO3- treatments. Under NH4+ supply, the increase of H+ pumping was directly associated to the improvement of ATP hydrolysis by V-ATPase, coupled to upregulation of SbVHA2 gene expression over time of salinity exposure. Taken together, our data reveal that the NH4+, as the only nitrogen source, activates an intricate regulation of Na+ control pathways, involving the existence of a robust regulation and systematic mechanism firstly on root cell and subsequently on whole plant in sorghum upon salinity. In conclusion, the NH4+ stimulated salt tolerance is resulted from a more active SOS1 protein and high efficiency of P- and V-ATPase in the roots, which help to efficient Na+ exclusion and counteract net Na+ accumulation in the cytosol, thus preventing the loading of Na+ in the xylem sap and its reach in the photosynthetic tissues.

El trabajo realizado en la Tesis Doctoral llega a las siguientes conclusiones:1.- T. halophila muestra una relación en peso raíz/parte aérea mayor que A. thaliana, y esta diferencia se ve incrementada en condiciones de estrés salino, lo que podría suponer una ventaja para afrontarlo.2.- El estrés salino produce en A. thaliana mayores reducciones en la absorción y en las concentraciones internas de K+ que en T. halophila, a la vez que T. halophila presenta menor absorción de Na+ y transporte a la parte aérea que A. thaliana. Ambas circunstancias resultan en una mayor relación K+/Na+ en T. halophila, lo que puede suponer una mayor tolerancia a la salinidad.3.- El gen ThHAK5 codifica para un transportador que media un transporte de K+ de alta afinidad en levaduras similar al observado en las plantas de T. halophila lo que sugiere que este transportador juega un papel fundamental en la absorción de K+ en el rango de la alta afinidad en esta especie vegetal.4.- Aunque AtHAK5 y ThHAK5 presentan una gran homología de secuencia y unas características funcionales similares, la regulación de los genes que los codifican difieren en condiciones salinas. Así, la salinidad reduce en menor medida la inducción de ThHAK5 por ayuno de K+. En consecuencia, la absorción de K+ de alta afinidad está menos afectada por la presencia de NaCl en el medio externo en T. halophila.5.- La mutagénesis al azar permite encontrar aminoácidos importantes para la función de las proteínas y ésta ha permitido identificar dos versiones mutantes del transportador de K+ de alta afinidad AtHAK5 más eficientes, capaces de transportar K+ a concentraciones externas de Na+ muy elevadas (0.1 mM K+ y 800 mM Na+). / The work done in this Thesis provides some interesting conclusions:1.- Thellungiella halophila show a weight ratio root/shoot bigger than Arabidopsis thaliana, and this difference arise under salt stress, what might provide an effective mechanism of salt tolerance to T. halophila.2.- In A. thaliana, salt stress induces a bigger reduction of K+ uptake and tissue concentrations than in T. halophila, and at the same time T. halophila shows a reduced Na+ uptake and Na+ transport to the shoot. Both properties enable a higher ratio K+/Na+ in T. halophila which might be another mechanism of salt tolerance. 3.- The ThHAK5 gene isolated in this Thesis, encode a K+ transporter that mediates high affinity K+ transport in Saccharomyces cerevisiae similar to the observed in intact plants of T. halophila, which suggest a key role of this transporter in the high affinity range of concentrations.4.- Although AtHAK5 and ThHA5 shows high sequence homology and similar functional properties, gene regulation is different under salt stress. Thus, salinity reduces to a lesser extent the K+-starvation ThHAK5 induction. As a consequence, high affinity K+ uptake is less affected by NaCl in T. halophila. 5.- Random mutagenesis allows the identification of important aminoacids for protein function, and with this technique two more efficient mutant versions of AtHAK5 have been isolated. The evolved AtHAK5 mutant versions are able to transport K+ at high Na+ external concentrations (0.1 mM K+ and 800 mM Na+) in yeast.

In dieser Arbeit werden ferroelektrische Phasenübergänge in verspannten (K,Na)NbO3-Schichten erstmals mit Hilfe temperaturabhängiger dreidimensionaler Röntgenbeugung untersucht. Der Fokus liegt auf stark anisotrop verspannten Dünnschichten, die bei Raumtemperatur ein geordnetes Fischgräten-Domänenmuster mit einer periodischen Anordnung von monoklinen a1a2/MC-Phasen aufweisen. Bei Erhöhung der Temperatur durchlaufen die (K,Na)NbO3-Dünnschichten einen ferroelektrischen Phasenübergang in die orthorhombische Hochtemperaturphase, die sich durch regelmäßige, alternierenden a1/a2-Streifendomänen mit ausschließlich lateraler Polarisation auszeichnet. In-plane Röntgenmessungen zeigen, dass die Filmeinheitszellen eine kleine Verzerrung in der Ebene erfahren, was zur Bildung von vier verschiedenen Einheitszellvarianten und damit vier verschiedenen (Super-)Domänenvarianten führt. Durch den Vergleich von Röntgenbeugungsmessungen verschiedener Bragg-Reflexe an Filmen mit unterschiedlicher Schichtdicke ist es möglich, die spezifischen Beugungsmerkmale zu unterscheiden und sie den einzelnen Phasen zuzuordnen. Mit Hilfe von in situ temperaturabhängiger Röntgenbeugung ist es daher möglich, die Details des Phasenübergangs vom Fischgräten in das Streifen-Domänenmuster aufzudecken. Es zeigt sich, dass dieser sich über einen großen Temperaturbereich erstreckt und in mehreren Schritten vollzieht. Die Beobachtung von Phasenkoexistenz innerhalb des Übergangs und einer thermischen Hysterese in der Phasenübergangstemperatur lassen auf einen Phasenübergang erster Art schließen. Zudem hängt die Phasenübergangstemperatur stark von der Kaliumkonzentration x in der KxNa1-xNbO3-Dünnschicht ab und kann durch eine Änderung von x=0,95 (stärker kompressiv verspannt) auf x=0,8 (stärker tensil verspannt) um etwa 60 K erhöht werden. Darüber hinaus ist dies die erste Studie, die experimentell beobachtete dreidimensionale Domänenanordnungen direkt mit Berechnungen aus Phasenfeldsimulationen vergleicht. / In this work, ferroelectric phase transitions in strained (K,Na)NbO3 films are studied for the first time using in situ temperature-dependent three-dimensional X-ray diffraction. The focus lies on strongly anisotropically strained thin films, which exhibit a well-ordered herringbone domain pattern with a periodic arrangement of monoclinic a1a2/MC phases at room temperature. Upon increasing temperatures, the (K,Na)NbO3 thin films undergo a ferroelectric phase transition to the orthorhombic high-temperature phase, which is characterized by a regular pattern of alternating a1/a2 stripe domains with pure lateral polarization. In-plane X-ray measurements show that the film unit cells undergo a small in-plane distortion, leading to the formation of four different unit cell variants and thus four different (super)domain variants. By comparing X-ray diffraction measurements of different Bragg reflections of films with different film thicknesses, it is possible to distinguish the specific diffraction features and assign them to the individual phases observed at the different temperatures. Using in situ temperature-dependent X-ray diffraction, it is therefore possible to reveal the details of the phase transition from the a1a2/MC herringbone to the a1/a2 stripe domain pattern. It is shown to extend over a wide temperature range and to occur in several steps. The observation of phase coexistence within the transition and a thermal hysteresis in the phase transition temperature suggests a first-order type phase transition. Moreover, the phase transition temperature strongly depends on the molar concentration of potassium x in the KxNa1-xNbO3 thin film and can be increased by about 60 K by changing x=0.95 (more compressively strained) to x=0.8 (more tensile strained). Furthermore, this is the first study to directly compare experimentally observed three-dimensional domain arrangements with calculations from phase field simulations.