Orientadores: Fernando Roberto Martins, Rafael Silva Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T21:00:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_ArildodeSouza_D.pdf: 101885895 bytes, checksum: 1d2644f73311bbbaee1346d9d6c59e1b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Compreender como espécies de plantas diferenciam-se em relação a atributos funcionais para aquisição e utilização de recursos, e se a relação entre esses atributos varia em função de diferenças ambientais, como pluviosidade total e sazonalidade, e uma forma de construir uma ecologia mais preditiva no contexto das mudanças climáticas globais. Nesta tese investigamos como arvores e lianas se diferenciam em relação a atributos funcionais da folha dos ramos. Analisamos-nos se o relacionamento entre esses atributos diferia considerando a variação de pluviosidade e sazonalidade de duas fitofiosionomias da Floresta Atlântica, a floresta ombrofila densa (FO) e a floresta estacional semedicidua (FS). Encontramos diferenças não são na amplitude, mas também na forca do relacionamento entre os atributos funcionais foliares estudados. Essas diferenças parecem ser determinadas pela diferença ambiental entre as duas florestas estudadas e por características intrínsecas do habito de crescimento de lianas e arvores. A anatomia do xilema das espécies de lianas e arvores da FO difere em relação à das espécies da FS, mesmo quando consideramos o parentesco filogenético. Por investir pouco em tecidos de sustentação esperava-se menor conteúdo de lignina nos ramos de lianas, entretanto nosso resulto foi o oposto. Encontramos a razão S/G dos monômeros syringil e guaiacil que compõe a lignina menor que um para duas espécies de lianas. Indicando que ha maior deposição de lignina em vasos de xilema do que em fibras. Esse fato pode estar relacionado à maior eficiência em condutividade hidráulica de lianas ou a requerimentos biomecânicos específicos dos ramos de lianas. Em particular, ressalta-se o fato de que lianas foram mais eficientes em captar luz (menor MFA) e tiveram maior condutividade hidráulica potencial (Kp) do que arvores na FS. A maior competitividade de lianas frente arvores apenas na FS tem implicação importante no cenário de mudanças climáticas / Abstract: Understanding how plant species differentiated in functional traits for resources acquisition and use, and if the relationships among those traits vary in according with environmental characteristics such as rainfall and seasonality, could lead to a more predictive science in the context of global change. Here we investigate how trees and lianas differ in leaf and xylem anatomical traits related to water transport and hydraulic architecture. We analyze the relationships among those traits taking into account the variation in rainfall and seasonality between two types of Atlantic Forest, semediciduous seasonal forest (SF) and the dense ombrophilous forest (OF). We found differences not only in range, but in the strength of the relationship among leaf functional traits, which in turn could be related to environmental differences between the two forests studied. The xylem anatomy of lianas and tree species of OF differ compared to species of SF despite taking to account the phylogenetic relatedness. Since lianas have low investment in support tissues we expected lower lignin content in the branches of lianas. However, we found the opposite pattern. Another unexpected result found for two liana species was the ratio to the monomers syringyl and guayacil present at lignin (S/G) lower than one. This result indicates that there is more deposition of lignin in xylem vessel walls than fibers, what in turn would be linked to greater efficiency in hydraulic conductivity of lianas or to specific biomechanical requirements of the branches of lianas. In particular, we highlighted the fact that liana species are more efficient in light acquisition (lower LMA) and had higher hydraulic conductivity (Kp) relative to trees just in the SF. These lianas competitive advantages over trees have important implications in the context of climatic changes / Doutorado / Biologia Vegetal / Doutor em Biologia Vegetal

O tempo de vida e o desenvolvimento foliar sempre foram questões que intrigaram a humanidade, para além da questão científica, há um interesse até mesmo estético, uma vez que as folhas senescentes do hemisfério Norte e algumas do hemisfério Sul mudam sua coloração de verde para vermelho ou para um amarelo vistoso. Do ponto de vista científico o tempo de vida foliar está associado à produtividade das plantas, bem como às características estruturais das folhas. No entanto, a maioria dos trabalhos enfoca apenas a folha individualmente e não aborda o ponto que o tempo de vida foliar é, na verdade, um produto das taxas de nascimento e de mortalidade que ocorrem no nível da copa. Este é provavelmente o fator que faz com que haja um grande contraste na literatura sobre o tempo de vida foliar. Do ponto de vista ecológico analisam-se apenas as consequências do tempo de vida foliar, sem levar em consideração os mecanismos fisiológicos responsáveis pela mortalidade. Os trabalhos fisiológicos, por outro lado, enfocam em causas da mortalidade - o aumento na quantidade de hexoses e/ou mudanças nos reguladores de crescimento - sem levar em consideração as conseqüências do tempo de vida foliar. Este trabalho visa integrar estas duas visões. Como o nitrogênio é um dos minerais que possuem um efeito profundo no tempo de vida foliar, este foi usado como ferramenta para modificar o tempo de vida foliar de plantas de Senna alata, uma planta pioneira da família Leguminosae, que apresenta crescimento rápido. Foram realizados dois experimentos. No primeiro foi definida a melhor fonte de nitrogênio para o desenvolvimento da planta usando concentrações iguais de NO3, NH4 e NH4NO3. E no segundo experimento foi estudado o efeito de diferentes concentrações da melhor fonte. Em ambos os casos, a expansão, a biomassa, a fotossíntese (somente no segundo experimento) e teores e composição de carboidratos não estruturais, foram acompanhados para cada folha da planta. No primeiro experimento observou-se que ocorreu um aumento na taxa de mortalidade sem efeito na taxa de iniciação foliar, este fato levou a uma diminuição na longevidade das folhas, o que diminuiu o número de folhas na copa, mas não alterou a estrutura vertical da copa. A quantidade de hexoses na fase de senescência parece estar envolvida com o aumento na taxa de mortalidade através do mecanismo sensor de açúcares e como atuou diminuindo o tempo de senescência das folhas, levou a uma mudança no desenvolvimento foliar. No segundo experimento não houve diferença na mortalidade, mas um aumento na iniciação foliar, assim, conforme a concentração de nitrogênio aumentou, a longevidade das folhas tendeu a aumentar e o número de folhas na copa aumentou, mudando a estrutura vertical desta. Como obervado no primeiro experimento, a baixa concentração de hexoses durante a fase de maturidade pareceu ser o mecanismo que impediu a senescência foliar e que, portanto, modificou o desenvolvimento foliar por aumentar a sua fase de maturidade / Leaf life and development have always been intriguing aspects of nature. Even beyond the scientific scope, the aesthetics of such natural processes, illustrated in many different cases, such as when senescent northern hemisphere leaves (as well as some leaves found in the southern hemisphere) change colors from Green to re dor bright yellow. From a scientific standpoint, leaf life span is related to the plants′ productivity, as well as the structural characteristics of the leave themselves. Unfortunately, most current academic studies focus specifically on leaves, neglecting the fact that leaf life span is intimately related to birth and mortality rates at the canopy. This is possibly the greatest issue surrounding academic controversies and discussions regarding leaf life span. From na ecologic perspective, only the consequences deriving from leaf life are analyzed, while all mortality-related physiological mechanisms are not considered. Physiological studies, on the other hand, focus on causes of mortality - increased amount of hexoses and/or changes in growth regulators - but fail to consider the consequences of leaf life span. This article attempts to integrate both standpoints. As one of the minerals with greatest effect on leaf life span, nitrogen Will be used as a way to alter leaf life span during the experiments. In the first experiment we Will establish the most adequate nitrogen source, using the same NO3, NH4 and NH4NO3 concentrations. In the second experiment, we Will assess the effect of different concentrations in such nitrogen source. The first experiment indicated na increase in the mortality rate with no impact over the leaf initiation process, which decreased leaf life span and the amount of leaves in the canopy, but did not change the canopy vertical structure. The amount of hexoses in the senescence phase is responsible for the mortality rate increase and, by shortening the leaves′ senescence process, ultimately changed the leaves′ development. The second experiment did not indicate changes in the mortality rate, but prompted the leaf initiation process. Therefore, as the nitrogen concentratio increased, so did the leaves′ life span and the amount of leaves in the canopy, altering its vertical structure. During the maturity phase, the low hexose concentration seemed to be the mecanism responsible for hidering the leaf senescence process and, therefore, modified the leaves′ development by the increasing the maturity phase.

O tempo de vida e o desenvolvimento foliar sempre foram questões que intrigaram a humanidade, para além da questão científica, há um interesse até mesmo estético, uma vez que as folhas senescentes do hemisfério Norte e algumas do hemisfério Sul mudam sua coloração de verde para vermelho ou para um amarelo vistoso. Do ponto de vista científico o tempo de vida foliar está associado à produtividade das plantas, bem como às características estruturais das folhas. No entanto, a maioria dos trabalhos enfoca apenas a folha individualmente e não aborda o ponto que o tempo de vida foliar é, na verdade, um produto das taxas de nascimento e de mortalidade que ocorrem no nível da copa. Este é provavelmente o fator que faz com que haja um grande contraste na literatura sobre o tempo de vida foliar. Do ponto de vista ecológico analisam-se apenas as consequências do tempo de vida foliar, sem levar em consideração os mecanismos fisiológicos responsáveis pela mortalidade. Os trabalhos fisiológicos, por outro lado, enfocam em causas da mortalidade - o aumento na quantidade de hexoses e/ou mudanças nos reguladores de crescimento - sem levar em consideração as conseqüências do tempo de vida foliar. Este trabalho visa integrar estas duas visões. Como o nitrogênio é um dos minerais que possuem um efeito profundo no tempo de vida foliar, este foi usado como ferramenta para modificar o tempo de vida foliar de plantas de Senna alata, uma planta pioneira da família Leguminosae, que apresenta crescimento rápido. Foram realizados dois experimentos. No primeiro foi definida a melhor fonte de nitrogênio para o desenvolvimento da planta usando concentrações iguais de NO3, NH4 e NH4NO3. E no segundo experimento foi estudado o efeito de diferentes concentrações da melhor fonte. Em ambos os casos, a expansão, a biomassa, a fotossíntese (somente no segundo experimento) e teores e composição de carboidratos não estruturais, foram acompanhados para cada folha da planta. No primeiro experimento observou-se que ocorreu um aumento na taxa de mortalidade sem efeito na taxa de iniciação foliar, este fato levou a uma diminuição na longevidade das folhas, o que diminuiu o número de folhas na copa, mas não alterou a estrutura vertical da copa. A quantidade de hexoses na fase de senescência parece estar envolvida com o aumento na taxa de mortalidade através do mecanismo sensor de açúcares e como atuou diminuindo o tempo de senescência das folhas, levou a uma mudança no desenvolvimento foliar. No segundo experimento não houve diferença na mortalidade, mas um aumento na iniciação foliar, assim, conforme a concentração de nitrogênio aumentou, a longevidade das folhas tendeu a aumentar e o número de folhas na copa aumentou, mudando a estrutura vertical desta. Como obervado no primeiro experimento, a baixa concentração de hexoses durante a fase de maturidade pareceu ser o mecanismo que impediu a senescência foliar e que, portanto, modificou o desenvolvimento foliar por aumentar a sua fase de maturidade / Leaf life and development have always been intriguing aspects of nature. Even beyond the scientific scope, the aesthetics of such natural processes, illustrated in many different cases, such as when senescent northern hemisphere leaves (as well as some leaves found in the southern hemisphere) change colors from Green to re dor bright yellow. From a scientific standpoint, leaf life span is related to the plants′ productivity, as well as the structural characteristics of the leave themselves. Unfortunately, most current academic studies focus specifically on leaves, neglecting the fact that leaf life span is intimately related to birth and mortality rates at the canopy. This is possibly the greatest issue surrounding academic controversies and discussions regarding leaf life span. From na ecologic perspective, only the consequences deriving from leaf life are analyzed, while all mortality-related physiological mechanisms are not considered. Physiological studies, on the other hand, focus on causes of mortality - increased amount of hexoses and/or changes in growth regulators - but fail to consider the consequences of leaf life span. This article attempts to integrate both standpoints. As one of the minerals with greatest effect on leaf life span, nitrogen Will be used as a way to alter leaf life span during the experiments. In the first experiment we Will establish the most adequate nitrogen source, using the same NO3, NH4 and NH4NO3 concentrations. In the second experiment, we Will assess the effect of different concentrations in such nitrogen source. The first experiment indicated na increase in the mortality rate with no impact over the leaf initiation process, which decreased leaf life span and the amount of leaves in the canopy, but did not change the canopy vertical structure. The amount of hexoses in the senescence phase is responsible for the mortality rate increase and, by shortening the leaves′ senescence process, ultimately changed the leaves′ development. The second experiment did not indicate changes in the mortality rate, but prompted the leaf initiation process. Therefore, as the nitrogen concentratio increased, so did the leaves′ life span and the amount of leaves in the canopy, altering its vertical structure. During the maturity phase, the low hexose concentration seemed to be the mecanism responsible for hidering the leaf senescence process and, therefore, modified the leaves′ development by the increasing the maturity phase.

Orientador: Marlene Aparecida Schiavinato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T08:53:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Longatti_ClaudiaAparecida_M.pdf: 1449126 bytes, checksum: be3aefaf910ddbe46531e367581164f3 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O metabolismo geral de uma planta pode ser afetado pelo excesso de sais no solo, visto que a salinidade pode causar reduções no crescimento e acelerar a senescência. Os brassinosteróides são hormônios vegetais envolvidos no aumento da tolerância a vários tipos de estresses, inclusive o estresse salino. Com o objetivo de avaliar a influência da aplicação de brassinosteróide no crescimento e metabolismo do nitrogênio em plantas de Cajanus cajan sob diferentes condições de estresse salino, plantas noduladas de C. cajan foram cultivadas em casa de vegetação na ausência ou presença de brassinosteróide (24-epibrassinolídeo), sob diferentes concentrações de NaCl (0 mM, 100 mM e 200 mM). A salinidade afetou o crescimento, reduzindo a área, o comprimento do caule, a longevidade foliar, o teor de umidade de folhas, caules e raízes, bem como a atividade da nitrogenase, os teores de pigmentos fotossintetizantes, de malondialdeído e de nitrogênio total em folhas verde maduras, e a proficiência e eficiência do uso de nitrogênio. A aplicação de brassinosteróide amenizou o efeito do NaCl nas reduções da área foliar e teores de clorofila a e total. Também atenuou o efeito do estresse salino na atividade da nitrogenase. Esse efeito positivo do brassinosteróide sobre a atividade da enzima refletiu-se no aumento da concentração de compostos nitrogenados nas folhas verde-maduras e reduziu, ainda, a perda de N nas folhas senescentes. A maior concentração de N total nas folhas verde-maduras de plantas tratadas com o 24-epibrassinolídeo levou à redução da eficiência de utilização desse elemento / Abstract: The general metabolism of a plant can be affected by salinity excess in soil, due to the fact that salinity can cause growth reduction and accelerate senescence. The brassinosteroids are plant hormones involved in increasing tolerance in several types of stress, including salt stress. In order to verify the influence of the application brassinosteroid on development and nitrogen metabolism in Cajanus cajan plants under different levels of salt stress, nodulated plants of C. cajan were cultivated in the greenhouse in the absence or presence of 24-epibrassinolide, under different concentrations of NaCl (0 mM, 100 mM and 200 mM). Salinity affected growth reducing leaf area, branch length, leaf longevity, moisture content of leaves, stems and roots, as well as activity of nitrogenase, amounts of photosynthetic pigments, malondialdehyde and total nitrogen in mature green leaves; nitrogen use proficiency and efficiency. The application of brassinosteroid attenuated the effect of NaCl on the leaf area and on the concentrations of chlorophyll a and total chlorophyll. The hormone also attenuated the effect of salt stress on the activity of nitrogenase. The positive effect of the hormone on the activity of the enzyme led to an increase in the concentration of nitrogenous compounds in the mature green leaves and reduced the lost of nitrogen in senescent leaves. The higher concentration of total nitrogen in mature green leaves of the plants treated with 24-epibrassinolide led to a reduction in nitrogen use efficiency / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestre em Biologia Vegetal