SOARES, E. L. Regeneração "in vitro", estudos histológicos e transformação genética da momoneira (Ricinus communis). 2009. 77 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Fitotecnia) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-07-02T19:17:49Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_elsoares.pdf: 3374159 bytes, checksum: efb8876cd60eca8158d94430cbc8e870 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-07-02T20:00:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_elsoares.pdf: 3374159 bytes, checksum: efb8876cd60eca8158d94430cbc8e870 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-02T20:00:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_elsoares.pdf: 3374159 bytes, checksum: efb8876cd60eca8158d94430cbc8e870 (MD5) Previous issue date: 2009 / Castor bean (Ricinus communis) is an oilseed crop with considerable economic value because of the composition of its oil seed. However, there are some constraints in your use for human and animal food because of the presence of toxic and allergenic proteins. This problem could be solved or reduced through genetic engineering. However, this crop is recalcitrant to tissue culture techniques, thus limiting the formation of transformed plants, and the protocols existing are not well established. The aim of this work was to test the applicability of the regeneration protocol which has been published for the Nordestina cultivar; to determine the regeneration way and to verify trough histochemical techniques, the transformed cells around the meristem. For this purpose, embryo axes were cultured on Murashig and Skoog (MS) medium supplemented with thiadiazuron (TDZ) (0,1; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 e 10,0 mg.L-1). Between the TDZ concentrations tested, 0,1 mg.L-1 presented the better results after 56 days of incubation with 7,42 shoots per explant. Gibberellic acid (GA3) (0,1 mg.L-1) and indole-3-butyric acid (1,0 mg.L-1) were used for elongation and rooting, respectively, of the shoots obtained, however, in the concentrations used, any effect was evidenced. Histological analysis revealed that the shoots were formed by pre existing or neo formed meristems indicating direct organogenesis. Transformed cells were viewed at least in the second cellular layer. Analysis for stable gus expression showed gus expression 19 days after bombardment. In the histological analysis transformed cells in process of division were observed. In conclusion the Nordestina cultivar formed multiple shoots on medium supplemented with TDZ and this protocol of regeneration was compatible with a protocol for biolistic-mediated transformation. / A mamoneira (Ricinus communis) é uma oleaginosa com valor econômico considerável devido à composição do óleo de suas sementes. No entanto, há algumas limitações no seu uso para alimentação humana e animal devido à presença de proteínas tóxicas e alergênicas, as quais podem ser solucionadas ou minimizadas através da engenharia genética. Contudo, essa cultura é recalcitrante para técnicas de cultura de tecidos limitando a geração de plantas transformadas e os protocolos existentes não são bem estabelecidos. O objetivo desse trabalho foi avaliar a aplicabilidade de um protocolo de regeneração existente na literatura à cultivar Nordestina; determinar a via de regeneração e avaliar, através de técnicas histoquímicas, as células transformadas por biobalística em torno do meristema. Para este propósito, eixos embrionários foram cultivados em meio Murashig and Skoog (MS) suplementado com concentrações crescentes de tidiazuron (TDZ) (0,1; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 e 10,0 mg.L-1). Observou-se que entre as concentrações de TDZ avaliadas a que apresentou a melhor resposta foi 0,1 mg.L-1, apresentando, em média, após 56 dias de incubação,7,42 partes aéreas por explante. Ácido giberélico (0,1 mg.L-1) e ácido-indol-3 butírico (1,0 mg.L-1) foram utilizados na tentativa de alongar e promover o enraizamento, respectivamente, das partes aéreas obtidas, contudo, nas concentrações utilizadas, não evidenciou-se nenhum efeito com estes reguladores de crescimento. Análises histológicas revelaram que as partes aéreas foram formadas de meristemas pré-existentes e neo-formados indicando organogênese direta. Observaram-se células transformadas pelo menos até a segunda camada celular. Análises da expressão estável do gene gus mostraram expressão do mesmo, 19 dias após o bombardeamento. Nas análises histológicas foram observadas células transformadas em divisão. Como conclusão a cultivar Nordestina foi capaz de formar múltiplas partes aéreas em meio contendo TDZ e este protocolo de regeneração foi compatível com um protocolo de transformação por biobalística.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A mamoneira (Ricinus communis) à uma oleaginosa com valor econÃmico considerÃvel devido à composiÃÃo do Ãleo de suas sementes. No entanto, hà algumas limitaÃÃes no seu uso para alimentaÃÃo humana e animal devido à presenÃa de proteÃnas tÃxicas e alergÃnicas, as quais podem ser solucionadas ou minimizadas atravÃs da engenharia genÃtica. Contudo, essa cultura à recalcitrante para tÃcnicas de cultura de tecidos limitando a geraÃÃo de plantas transformadas e os protocolos existentes nÃo sÃo bem estabelecidos. O objetivo desse trabalho foi avaliar a aplicabilidade de um protocolo de regeneraÃÃo existente na literatura à cultivar Nordestina; determinar a via de regeneraÃÃo e avaliar, atravÃs de tÃcnicas histoquÃmicas, as cÃlulas transformadas por biobalÃstica em torno do meristema. Para este propÃsito, eixos embrionÃrios foram cultivados em meio Murashig and Skoog (MS) suplementado com concentraÃÃes crescentes de tidiazuron (TDZ) (0,1; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 e 10,0 mg.L-1). Observou-se que entre as concentraÃÃes de TDZ avaliadas a que apresentou a melhor resposta foi 0,1 mg.L-1, apresentando, em mÃdia, apÃs 56 dias de incubaÃÃo,7,42 partes aÃreas por explante. Ãcido giberÃlico (0,1 mg.L-1) e Ãcido-indol-3 butÃrico (1,0 mg.L-1) foram utilizados na tentativa de alongar e promover o enraizamento, respectivamente, das partes aÃreas obtidas, contudo, nas concentraÃÃes utilizadas, nÃo evidenciou-se nenhum efeito com estes reguladores de crescimento. AnÃlises histolÃgicas revelaram que as partes aÃreas foram formadas de meristemas prÃ-existentes e neo-formados indicando organogÃnese direta. Observaram-se cÃlulas transformadas pelo menos atà a segunda camada celular. AnÃlises da expressÃo estÃvel do gene gus mostraram expressÃo do mesmo, 19 dias apÃs o bombardeamento. Nas anÃlises histolÃgicas foram observadas cÃlulas transformadas em divisÃo. Como conclusÃo a cultivar Nordestina foi capaz de formar mÃltiplas partes aÃreas em meio contendo TDZ e este protocolo de regeneraÃÃo foi compatÃvel com um protocolo de transformaÃÃo por biobalÃstica / Castor bean (Ricinus communis) is an oilseed crop with considerable economic value because of the composition of its oil seed. However, there are some constraints in your use for human and animal food because of the presence of toxic and allergenic proteins. This problem could be solved or reduced through genetic engineering. However, this crop is recalcitrant to tissue culture techniques, thus limiting the formation of transformed plants, and the protocols existing are not well established. The aim of this work was to test the applicability of the regeneration protocol which has been published for the Nordestina cultivar; to determine the regeneration way and to verify trough histochemical techniques, the transformed cells around the meristem. For this purpose, embryo axes were cultured on Murashig and Skoog (MS) medium supplemented with thiadiazuron (TDZ) (0,1; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 e 10,0 mg.L-1). Between the TDZ concentrations tested, 0,1 mg.L-1 presented the better results after 56 days of incubation with 7,42 shoots per explant. Gibberellic acid (GA3) (0,1 mg.L-1) and indole-3-butyric acid (1,0 mg.L-1) were used for elongation and rooting, respectively, of the shoots obtained, however, in the concentrations used, any effect was evidenced. Histological analysis revealed that the shoots were formed by pre existing or neo formed meristems indicating direct organogenesis. Transformed cells were viewed at least in the second cellular layer. Analysis for stable gus expression showed gus expression 19 days after bombardment. In the histological analysis transformed cells in process of division were observed. In conclusion the Nordestina cultivar formed multiple shoots on medium supplemented with TDZ and this protocol of regeneration was compatible with a protocol for biolistic-mediated transformation

A axila foliar em Passiflora L. (Passifloraceae) apresenta uma estrutura complexa: de um mesmo ponto parecem surgir flores e gavinhas, além de uma gema vegetativa também estar presente. A origem da gavinha foi interpretada de diferentes maneiras ao longo da história, sendo considerada desde modificações de um ramo até uma flor. Além disso, a ontogenia dessas estruturas tem início em um único meristema axilar, que geralmente é descrito como capaz de se dividir em dois ou mais meristemas (chamado de \"complexo de gemas\"), cada qual dando origem a uma estrutura diferente (gavinhas e flores). Estudos de expressão gênica demonstram a presença do ortólogo do gene LEAFY de Arabidopsis, em meristemas axilares, florais e de gavinhas, em duas espécies de Passiflora. Esse gene é tipicamente relacionado à transição de fase vegetativa para reprodutiva em diversas angiospermas. Assim, o presente estudo objetivou descrever em detalhes a ontogenia das diferentes estruturas originadas no meristema axilar de diferentes espécies, focando em diferentes fases de vida da planta, bem como averiguar a expressão de ortólogos de APETALA1 (AP1), um gene tipicamente relacionado à identidade de meristemas florais e na determinação de sépalas e pétalas. Como resultado, propomos uma nova interpretação para a ontogenia do complexo de gemas, baseada na produção de brácteas e seus meristemas associados. Demonstramos também que o ortólogo de AP1 se expressa de maneira mais ampla do que aquela encontrada no modelo Arabidopsis, possivelmente desempenhando diversas funções relacionadas à manutenção da indeterminação celular. / The leaf axil in Passiflora L. (Passifloraceae) bears a complex structure: a tendril and one or more flowers seem to arise from the same growing point. In addition, vegetative bud is also present. There are many different interpretations for the origin of the tendril in this group, ranging from modifications of flowers to side shoots. Also, the ontogeny of these structures is often understood as a single meristem which subdivides into a bud complex, comprising the tendril and flower meristems. Recently, the expression of the LEAFY ortholog was demonstrated in the axillary, tendril and floral meristems of two Passiflora species. In Arabidopsis and many angiosperms, this gene is responsible for the shift between vegetative and reproductive phase. Therefore, the present work aimed to describe, in detail, the ontogeny of the bud complex in Passiflora species belonging to different subgenera, including different life stages. The expression of the ortholog of APETALA1, a gene typically related to floral meristem identity and sepal/petal specification was also assessed. As results, we propose a different interpretation for the ontogeny of the bud complex, based on the production of bracts and their associated meristems by the original axillary meristem, which then turns into the tendril meristem. We also demonstrate that expression of AP1 is much broader than that of the Arabidopsis model, and possibly have many other functions related to cell indeterminacy.

A axila foliar em Passiflora L. (Passifloraceae) apresenta uma estrutura complexa: de um mesmo ponto parecem surgir flores e gavinhas, além de uma gema vegetativa também estar presente. A origem da gavinha foi interpretada de diferentes maneiras ao longo da história, sendo considerada desde modificações de um ramo até uma flor. Além disso, a ontogenia dessas estruturas tem início em um único meristema axilar, que geralmente é descrito como capaz de se dividir em dois ou mais meristemas (chamado de \"complexo de gemas\"), cada qual dando origem a uma estrutura diferente (gavinhas e flores). Estudos de expressão gênica demonstram a presença do ortólogo do gene LEAFY de Arabidopsis, em meristemas axilares, florais e de gavinhas, em duas espécies de Passiflora. Esse gene é tipicamente relacionado à transição de fase vegetativa para reprodutiva em diversas angiospermas. Assim, o presente estudo objetivou descrever em detalhes a ontogenia das diferentes estruturas originadas no meristema axilar de diferentes espécies, focando em diferentes fases de vida da planta, bem como averiguar a expressão de ortólogos de APETALA1 (AP1), um gene tipicamente relacionado à identidade de meristemas florais e na determinação de sépalas e pétalas. Como resultado, propomos uma nova interpretação para a ontogenia do complexo de gemas, baseada na produção de brácteas e seus meristemas associados. Demonstramos também que o ortólogo de AP1 se expressa de maneira mais ampla do que aquela encontrada no modelo Arabidopsis, possivelmente desempenhando diversas funções relacionadas à manutenção da indeterminação celular. / The leaf axil in Passiflora L. (Passifloraceae) bears a complex structure: a tendril and one or more flowers seem to arise from the same growing point. In addition, vegetative bud is also present. There are many different interpretations for the origin of the tendril in this group, ranging from modifications of flowers to side shoots. Also, the ontogeny of these structures is often understood as a single meristem which subdivides into a bud complex, comprising the tendril and flower meristems. Recently, the expression of the LEAFY ortholog was demonstrated in the axillary, tendril and floral meristems of two Passiflora species. In Arabidopsis and many angiosperms, this gene is responsible for the shift between vegetative and reproductive phase. Therefore, the present work aimed to describe, in detail, the ontogeny of the bud complex in Passiflora species belonging to different subgenera, including different life stages. The expression of the ortholog of APETALA1, a gene typically related to floral meristem identity and sepal/petal specification was also assessed. As results, we propose a different interpretation for the ontogeny of the bud complex, based on the production of bracts and their associated meristems by the original axillary meristem, which then turns into the tendril meristem. We also demonstrate that expression of AP1 is much broader than that of the Arabidopsis model, and possibly have many other functions related to cell indeterminacy.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-01-15T11:45:55Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1448345 bytes, checksum: a83f2b152e3e1ed2e0720b2e5c9c54e9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-15T11:45:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1448345 bytes, checksum: a83f2b152e3e1ed2e0720b2e5c9c54e9 (MD5) Previous issue date: 2017-05-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A organogênese de brotos a partir de raízes (rootsuckers) permite a propagação vegetativa daArabidopsis lyrata, o parente mais próximo daArabidopsis thaliana. Utilizando um sistema in vitro, o presente estudo objetivou compreender melhor a propagação vegetativa nessa espécie modelo A. lyrata, no que se refere ao desenvolvimento morfológico de suckers, à capacidade de propagação vegetativa em diferentes condições de crescimento in vitro e à identificação de genes potencialmente envolvidos na formação do meristema apical dos brotos.O surgimentodos suckers ocorreu após 30 dias, mais freqüentemente na região axilar das raízes laterais. Os cortes transversais das raízes mostraram uma estrutura primária típica diarca e após cerca de 25 dias, pode-se observar o crescimento secundário da raiz, como indicado pela formação do câmbio. Conclui-se que a emergência do sucker assemelha-se à iniciação das raízes laterais a partir do periciclo, tecido que dá origem ao câmbio vascular durante o crescimento secundário. Em relação às condições de crescimento in vitro, a força total no meio MS induziu o maior número de suckers por planta, seguido por alta concentração de sacarose (3%).Exposição à luz e privação de sacarose não são estritamente necessários para a formação de suckers. Nossos dados também revelaram que a auxina promove a formação dos brotos. Máximas de auxina vascular são necessários para desencadear a iniciação da raiz lateral, sugerindo que a formação de suckers promovida por auxina ocorre provavelmente por mecanismos semelhantes. A avaliação de diferentes genes relacionados a meristema apical, demonstram que o gene STM pode ser um marcador para distinguir as células responsáveis pela formação de suckers. Arabidopsis lyrata provou ser um excelente modelo para estudos de organogênese em raíz e posteriores estudos usando esse sistema de reproduçãopara detectar marcadores epigenéticos através das várias gerações de propagação clonal. / Shoot organogenesis from roots (root suckers) allows vegetative propagation of Arabidopsis lyrata, the closest relative of Arabidopsis thaliana, in addition to sexual propagation and is an important trait associated with the root system. Using an in vitro system, we aimed to better understand the vegetative propagation in the model species A. lyrata, in what regards the morphological development of root suckers, the ability of vegetative propagation in different in vitro growth conditions, and identifying genes potentially involved in the formation of the new shoot apical meristem.Root sucker appearanceoccurred after30 days,most frequently in the axils of lateral roots. Root cross-sections showed a typical diarch primary structure and after 25 days, secondary root growth could be observed, as indicated by formation of the cambium. According to our data,root sucker emergence resembles the initiation of lateral roots from the pericycle, the tissue that gives rise to the vascular cambium during secondary growth. Regarding the in vitro growth conditions, full strength of MS induced the highest number of root suckers per plant, followed 3% of sucrose. However, light exposure and sucrose deprivation are not strictly required for sucker formation. Our data also revealed that auxin promotes root suckering. Vascular auxin response maxima are required to trigger lateral root initiation, suggesting that auxin- promoted sucker formation likely occurs by similar mechanisms. The evaluation of different shoot apical meristem related genes, suggests that the STM gene can be a potential marker to identify cells responsible in driving sucker formation. Arabidopsis lyrata proved to be an excellent model for further studies using root suckers, for example to study epigenetic marks throughout generations of clonal propagation.

O florescimento é um processo chave no desenvolvimento vegetal. A mudança de identidade do meristema apical de vegetativo para reprodutivo desencadeia reprogramação genética com efeitos em todo o corpo vegetal. Arabidopsis thaliana é conhecida como o principal modelo de estudo para esse processo apresentando até o momento cinco principais vias genéticas regulatórias. Tais vias apresentam redundância, sendo complexa a eliminação total da transição de fase nessa espécie. A via AGE, regulada pela idade da planta, tem como principais reguladores o mir156 e seus alvos diretos, os fatores de transcrição da família SPL/SBP (SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-like). Uma segunda via é controlada pelo fitohormônio giberelina (GA), o qual atua de maneira oposta em Arabidopsis thaliana (arabidopsis) e Solanum lycopersicum L. (tomateiro). Em tomateiro, diferentemente de arabidopsis, o cruzamento entre mutantes com conteúdo alterado de GA e plantas transgênicas superexpressando o miR156 (156OE; SILVA et al., 2014) demonstraram efeito sinérgico no atraso do tempo de florescimento. A aplicação de GA3 em plantas 156OE apresenta efeito similar aos cruzamentos citados sobre a transição do meristema apical. Em um dos cruzamentos entre mutantes da via GA e plantas 156OE, foi possível obter plantas apresentando completo bloqueio da transição de fase vegetativo-reprodutivo. A oferta extra do florígeno SINGLE FLOWER TRUSS (SFT) via enxertia não foi suficiente para restaurar a transição de fase nessas plantas, sugerindo que vias associadas à GA e AGE regulam alvos em comum, os quais podem ser independentes da regulação por SFT. Além disso, a regulação transcricional, e possivelmente pós-transcricional de alguns genes SBPs por diferentes vias associadas à GA, sugere uma complexa inter-relação entre as vias GA e AGE em tomateiro durante o florescimento. A ação combinada das vias GA e AGE foi capaz de inibir completamente o florescimento em tomateiro, regulação oposta ao verificado na planta modelo Arabidopsis thaliana. O efeito inibitório de GA sobre o florescimento é também visualizado em plantas lenhosas, sugerindo que as descobertas científicas realizadas em tomateiro podem ser expandidas para essas espécies, nas quais a experimentação é lenta e laboriosa / The flowering process is a major developmental event during the plant life cicle. The meristem identity switches from vegetative to reproductive, triggering substantial genetic modifications that affect the whole plant body. Arabidopsis thaliana is a major model for flowering with five different pathways controlling this process. These pathways are redundant, making complex the complete elimination of phase change in this species. One of the pathways is termed AGE since it is regulated by the time of development. The miR156 and its direct target SBP (SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-like) are the main regulators of the AGE pathway. A second pathway is controlled by the phytohormone gibberellin (GA), which acts in opposite ways when comparing Arabidopsis thaliana and tomato. In tomato, unlike Arabidopsis, the cross between mutants with altered contents of GA and transgenic plants overexpressing the miR156 (156OE; SILVA et al, 2014) showed synergistic effect in delayed flowering time. Treatments of GA3 in plants 156OE lead to similar effects visualized on the crosses above related to meristem transition. Among the crosses between GA mutants and 156OE plants, one double mutant could completely abolish the phase change in tomato. An extra offer of the florigen (SINGLE FLOWER TRUSS or SFT) by grafting experiments was unable to restore the flowering process in this double mutant. It suggests, pathways associated to GA and AGE regulate common downstream targets, which could be independent of SFT regulation. Moreover, the transcriptional regulation, and possible the post-transcriptionally regulation of some SBP targets by different pathways associated to GA, suggest a complex network between GA and AGE during the flowering in tomato. The combined action of GA and AGE pathways can complete impaired the flowering in tomato, this interaction is opposed to the model Arabidopsis thaliana. The negative effect of GA over the time of flowering is presented in wood plants, suggesting the scientific discoveries in tomato could be expanded to these species, which experiments are slow and laborious

Durante esse trabalho de pesquisa verificou-se que a aquisição de competência para conversão de ápices radiculares de Catasetum fimbriatum em gemas caulinares aumentava à medida que as plantas envelheciam. Esse processo esteve relacionado ao estabelecimento do crescimento determinado das raízes e com a parada da atividade e re-organização estrutural do meristema apical radicular (MAR). Este, quando ainda jovem e destituído de competência para a conversão em gemas, apresentava uma organização do tipo fechada, ao passo que em estágios avançados do envelhecimento este padrão transformou-se em um tipo aberto, marcado pela diferenciação e predominância de células parenquimáticas. Tais alterações, aparentemente, ocorreram com a concomitante perda das características e funções do centro de quiescente (CQ). De maneira complementar, constatou-se que a aquisição de competência do MAR para conversão em gemas estava correlacionada a uma série de alterações metabólicas, as quais, supostamente, participaram de uma condição fisiológica favorável a esse processo. Com base no conjunto de dados obtidos, pode-se observar que os teores endógenos de importantes participantes na progressão de divisões celulares, tais como auxinas, citocininas e formas reduzidas de ascorbato e glutationa tenderam a diminuir durante o envelhecimento das raízes. Por outro lado, durante esse mesmo período, o conteúdo de alguns hormônios envolvidos na sinalização de condições de estresse ou diferenciação celular, tais como etileno, ácido abscísico e giberelinas tenderam a aumentar. As concentrações relativas de importantes sinalizadores secundários, tais como óxido nítrico e cálcio citossólico também apresentaram aumento conspícuo na região do MAR durante o envelhecimento. Agregando elementos a estas constatações, verificou-se que o transporte polar de auxina seria um importante sinal posicional para a manutenção das características e função do MAR, uma vez que o seu bloqueio em plantas jovens foi suficiente para causar a aquisição da competência do MAR, no entanto, o processo de conversão não era consolidado enquanto os ápices radiculares permaneceram ligados às plantas. A aplicação de etileno em plantas jovens, por sua vez, desencadeou efeitos similares; no entanto, além de induzir a competência, esse hormônio também proporcionou a conversão dos MARs em gemas via aumento nos teores endógenos de citocininas. O tratamento de ápices radiculares jovens com diferentes tipos de citocininas revelaram que citocininas do tipo isopenteniladenina (iP e iPR) mostraram-se mais de perto relacionadas à retenção de características radiculares, ao passo que as do tipo zeatina (Z e ZR) apresentou maior influência e presença em condições em que as características radiculares foram perdidas. Por outro lado, a aplicação de substâncias moduladoras do balanço redox em ápices radiculares jovens mostrou que o estresse oxidativo proporcionou a aquisição de competência do MAR para conversão em gemas. Essa mesma tendência foi observada com a aplicação de concentrações relativamente elevadas de substâncias indutoras da elevação dos teores de óxido nítrico e cálcio citossólico nos tecidos. Os ápices radiculares com competência parcialmente estabelecida, analisados logo nas primeiras horas após o isolamento, revelaram que sua separação da planta-mãe acelerava as mudanças morfológicas que naturalmente ocorrem no MAR em estágios avançados do envelhecimento. Durante esse mesmo período, verificou-se uma queda rápida nos teores endógenos de citocininas (principalmente do tipo iP), proporcionando a predominância de citocininas do tipo Z durante a maior parte do primeiro dia de isolamento dos explantes, a qual coincidiu com a mudança no padrão de organização do MAR do tipo intermediário-aberto para o totalmente aberto. O avanço das modificações no ápice radicular após esse período desencadeou o estabelecimento do meristema caulinar, cujo evento esteve relacionado a uma tendência de aumento nos teores de citocininas e de ascorbato após o primeiro dia de isolamento. Dessa forma, os estágios mais avançados do envelhecimento radicular, bem como a separação de ápices radiculares com competência parcialmente estabelecida, parecem desencadear e aumentar a competência do MAR para conversão por meio de modificações morfológicas e fisiológicas muito similares nos ápices radiculares. Essas alterações envolveram a perda das características radiculares, a qual parece depender de alterações no controle exercido pelo CQ sobre o desenvolvimento das demais células no MAR. Esses eventos na região do CQ se revelaram condição sine qua non para a complementação da aquisição de competência do MAR, sendo esta dependente da intensidade das perturbações sobre o controle da organização do MAR. Dessa forma, a conversão do meristema apical radicular de C. fimbriatum em gemas caulinares parece decorrer da formação de um novo grupo de células na antiga região do CQ do MAR alterado. Essas células pareceram competentes para responder a diferentes estímulos que as direcionariam a uma nova rota do desenvolvimento que, nesse caso, seria o estabelecimento de um meristema caulinar com conseqüente desenvolvimento de uma gema vegetativa. / During this research work, it was noticed that competence acquisition for the conversion of Catasetum fimbriatum root tips into buds was related to the plant ageing. This process seems to be coupled with the establishment of the determinate root growth and with the cessation in the activity and structural re-organization of the root apical meristem (RAM). Young and non-competent root tips showed a closed RAM architecture, and the ageing process stimulated the establishment of an open organization in the RAM, as indicated by a higher level of differentiation and a predominance of parenchymatic cells in the old root apices. These alterations were concomitant with the modifications on the characteristics and functions of quiescent center (QC). In agreement with these observations, the competence acquisition to the conversion of the MAR into buds was linked to a series of metabolic alterations, which probably play a role in this process. Based on the data obtained, it was observed that the endogenous levels of important components of the cell division progression, such as auxins, cytokinins and the reduced forms of ascorbate and glutathione showed a tendency of decrease during the root ageing. On the other hand, during this same period, the content of some hormones involved in signalling events of stress conditions or cellular differentiation, such as ethylene, abscisic acid and gibberellins exhibited a pattern of increase. The relative concentrations of important second messengers, such as nitric oxide and cytosolic calcium also displayed a marked increased in the RAM region during the ageing. Additionally, it was noticed that the auxin polar transport represents an important positional signal for the maintenance of the RAM characteristics and functions, once treatments that blocked the transport of this hormone promoted the MAR competence acquisition even in young plants, although, the conversion process did not complete while the root tips were maintained attached to the plants. The treatment of young plants with ethylene, on the contrary, caused similar effects; however, besides inducing the competence, this hormone also promoted the RAM conversion into buds via the elevation in the endogenous levels of cytokinins. The treatment of young root tips with different types of cytokinins indicated that iP-type cytokinins (iP and iPR) were more closely associated to the preservation of the root characteristics, while the Z-type cytokinins (Z and ZR) showed a higher importance when the root characteristics were lost. Furthermore, the treatment of young root apices with compounds that cause alterations in the cellular redox status indicated that the oxidative stress stimulated the competence acquisition for the RAM conversion into buds. This same tendency was observed with the application of relatively high concentrations of compounds that induce elevations in the levels of nitric oxide and cytosolic calcium in the tissues. The analyses carried out during the first hours after the isolation of partially competent root apices indicated that the detachment of the root tips from the original plants accelerated the morphological modifications that naturally occur at advanced stages of ageing. During this same period, it was observed a rapid decrease in the endogenous levels of cytokinins (specially of the iP-type), leading to a predominance of the Z-type cytokinins during the first day after the isolation of the explants, which coincided with the alteration of the RAM architecture from the intermediate-open type to the completely open type. After the first day of isolation, the progress in the root apices modifications resulted in the establishment of the shoot meristem, which was accompanied by an elevation in the endogenous levels of cytokinins and ascorbate. Therefore, advanced stages of root ageing, as well the isolation of the partially competent root apices, seem to increase the competence for the RAM conversion into buds via similar morphological and physiological changes in the root apices. These alterations involved the loss of the root characteristics, which possibly resulted from modifications in the control of the QC on the development of the other cells in the RAM. These events in the QC represent a sine qua non condition for the completion of the MAR competence acquisition, which is affected by the intensity of the perturbations on the control of the RAM organization. Therefore, the conversion of root apical meristem of C. fimbriatum into buds probably results from the formation of a new group of cells in the region of the QC of the altered RAM. These cells seem to be competent to respond to different stimulus that would directionate them to a new developmental route that, in this case, consists in the establishment of a shoot meristem.

O florescimento é um processo chave no desenvolvimento vegetal. A mudança de identidade do meristema apical de vegetativo para reprodutivo desencadeia reprogramação genética com efeitos em todo o corpo vegetal. Arabidopsis thaliana é conhecida como o principal modelo de estudo para esse processo apresentando até o momento cinco principais vias genéticas regulatórias. Tais vias apresentam redundância, sendo complexa a eliminação total da transição de fase nessa espécie. A via AGE, regulada pela idade da planta, tem como principais reguladores o mir156 e seus alvos diretos, os fatores de transcrição da família SPL/SBP (SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-like). Uma segunda via é controlada pelo fitohormônio giberelina (GA), o qual atua de maneira oposta em Arabidopsis thaliana (arabidopsis) e Solanum lycopersicum L. (tomateiro). Em tomateiro, diferentemente de arabidopsis, o cruzamento entre mutantes com conteúdo alterado de GA e plantas transgênicas superexpressando o miR156 (156OE; SILVA et al., 2014) demonstraram efeito sinérgico no atraso do tempo de florescimento. A aplicação de GA3 em plantas 156OE apresenta efeito similar aos cruzamentos citados sobre a transição do meristema apical. Em um dos cruzamentos entre mutantes da via GA e plantas 156OE, foi possível obter plantas apresentando completo bloqueio da transição de fase vegetativo-reprodutivo. A oferta extra do florígeno SINGLE FLOWER TRUSS (SFT) via enxertia não foi suficiente para restaurar a transição de fase nessas plantas, sugerindo que vias associadas à GA e AGE regulam alvos em comum, os quais podem ser independentes da regulação por SFT. Além disso, a regulação transcricional, e possivelmente pós-transcricional de alguns genes SBPs por diferentes vias associadas à GA, sugere uma complexa inter-relação entre as vias GA e AGE em tomateiro durante o florescimento. A ação combinada das vias GA e AGE foi capaz de inibir completamente o florescimento em tomateiro, regulação oposta ao verificado na planta modelo Arabidopsis thaliana. O efeito inibitório de GA sobre o florescimento é também visualizado em plantas lenhosas, sugerindo que as descobertas científicas realizadas em tomateiro podem ser expandidas para essas espécies, nas quais a experimentação é lenta e laboriosa / The flowering process is a major developmental event during the plant life cicle. The meristem identity switches from vegetative to reproductive, triggering substantial genetic modifications that affect the whole plant body. Arabidopsis thaliana is a major model for flowering with five different pathways controlling this process. These pathways are redundant, making complex the complete elimination of phase change in this species. One of the pathways is termed AGE since it is regulated by the time of development. The miR156 and its direct target SBP (SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-like) are the main regulators of the AGE pathway. A second pathway is controlled by the phytohormone gibberellin (GA), which acts in opposite ways when comparing Arabidopsis thaliana and tomato. In tomato, unlike Arabidopsis, the cross between mutants with altered contents of GA and transgenic plants overexpressing the miR156 (156OE; SILVA et al, 2014) showed synergistic effect in delayed flowering time. Treatments of GA3 in plants 156OE lead to similar effects visualized on the crosses above related to meristem transition. Among the crosses between GA mutants and 156OE plants, one double mutant could completely abolish the phase change in tomato. An extra offer of the florigen (SINGLE FLOWER TRUSS or SFT) by grafting experiments was unable to restore the flowering process in this double mutant. It suggests, pathways associated to GA and AGE regulate common downstream targets, which could be independent of SFT regulation. Moreover, the transcriptional regulation, and possible the post-transcriptionally regulation of some SBP targets by different pathways associated to GA, suggest a complex network between GA and AGE during the flowering in tomato. The combined action of GA and AGE pathways can complete impaired the flowering in tomato, this interaction is opposed to the model Arabidopsis thaliana. The negative effect of GA over the time of flowering is presented in wood plants, suggesting the scientific discoveries in tomato could be expanded to these species, which experiments are slow and laborious

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-09T12:35:18Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1257466 bytes, checksum: f90f5f3e1591d46c62485a8dfac8959c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-09T12:35:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1257466 bytes, checksum: f90f5f3e1591d46c62485a8dfac8959c (MD5) Previous issue date: 2003-08-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Em ensaios de campo conduzidos na Universidade Federal de Viçosa, em Viçosa-MG, avaliaram-se os efeitos da remoção do meristema apical e da densidade de plantas sobre as características agronômicas da soja ‘UFV-18’ (Patos de Minas). O presente trabalho, teve como objetivo verificar qual a produção de sementes em um maior número de plantas por hectare e a redução da altura da planta e do acamamento, buscando estratégias de cultivo de soja para fins de melhoramento genético. Os experimentos foram em esquemas de parcelas subdivididas segundo um delineamento em blocos ao acaso com três repetições. As parcelas constaram de seis densidades (160.000, 320.000, 480.000, 640.000, 800.000 e 960.000 plantas/ha) e as subparcelas, pela ausência e de três alturas de remoção do meristema apical (20, 40 e 60 cm). Para obtenção das referidas densidades foram utilizados os espaçamentos entre as linhas de 50 cm, nos casos das três primeiras densidades, e de 25 cm, nas três maiores. Os dados das características agronômicas foram submetidos à análise de variância e análise de regressão. As características avaliadas foram: altura de planta, altura de inserção da primeira vagem, ramificação, número de nós, número de vagens, número de sementes, peso de 100 sementes, produção e acamamento. Os resultados indicaram que o incremento da densidade causou aumento da altura de plantas e redução do número de ramificações e de vagens por planta. A remoção do meristema apical a 40 ou 60 cm reduziu a altura das plantas em relação à testemunha, e, ademais, reduziu um pouco o acamamento. Deste modo, o aumento da densidade de plantas de 160.000 a 960.000 plantas/ha possibilitou a produção de sementes em um maior número de plantas, independente da remoção do meristema apical, dentro de uma mesma área, para condução das primeiras gerações no Método Descendente de Uma Única Semente (SSD) em soja. / The experiment was conducted in an experimental area at the Universidade Federal de Viçosa, in Viçosa, Minas Gerais. The effects of apical meristem removal and plant density were evaluated on agronomic characters of soybean ‘UFV-18’ (Patos de Minas). The objective of this work was to verify what was the seeds production in a larger number of plants per hectare, the plant height reduction and the lodging reduction, looking for strategies of soybean cultivation for genetic improvement. The treatments were performed in schemes of subdivided parcels according to a delineation using randomized blocks with three repetitions. The parcels consisted on six densities (160.000, 320.000, 480.000, 640.000, 800.000 and 960.000 plants/ha) and the sub- parcels by absence and three heights of apical meristem removal (20, 40, 60 cm). The intervals used among lines were of 50 cm on the three first densities, and lines of 25 cm on the larger densities in order to obtain the referred densities. The data of agronomic characters were submitted to the variance and regression analysis. The characters evaluated were plant height, height of the first string bean insertion, ramification, number of nodes, number of string beans, number of seeds, weight of 100 seeds, production, and lodging. The results indicated that the increment of density induced the increase of the plant height and reduction of the number of ramifications and string beans per plant. The apical meristem removal to 40 or 60 cm reduced the plant height in relation to testimony, and furthermore, not much reduced the lodging. In this way, the increase of density of plants from 160.000 to 960.000 plants/ha allowed the seeds production in a larger number of plants, independent of the apical meristem removal, inside of the same area for conduction of the firsts generations on the Proceeding Method of a single seed (SSD) in soybean.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-10T12:05:18Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 202687 bytes, checksum: 1f224cd921998d10e618e6216cd9bd45 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-10T12:05:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 202687 bytes, checksum: 1f224cd921998d10e618e6216cd9bd45 (MD5) Previous issue date: 2003-04-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho foi realizado nos anos agrícolas 2000/01 e 2001/02 e teve como objetivo, determinar o número de plantas por vaso que resultem em maior produtividade em condições de casa-de-vegetação; avaliar a influência da remoção do meristema apical no crescimento e desenvolvimento das plantas e verificar se a remoção do meristema apical contribui no aumento da produtividade e diminui os trabalhos de tutoramento, com a variedade UFV-18 (Patos de Minas). Os tratamentos foram constituídos de populações de plantas variando de 1 a 6 por vaso, 3 alturas para a remoção do meristema apical de 25, 50 e 75 cm do solo, mais a testemunha sem remoção. Os vasos continham aproximadamente 3 litros de capacidade. O ensaio foi instalado em parcelas subdivididas, sendo as parcelas compostas pelas alturas de remoção e as subparcelas pelas diferentes populações, no delineamento experimental inteiramente casualizado com 6 repetições, cada vaso constituindo uma repetição. Os vasos foram dispostos em bancadas contendo 3 fileiras de 14 vasos, sendo os das extremidades considerados como bordaduras. Foram realizados o tratamento das sementes com o fungicida Benomyl e a inoculação com Bradyrhizobium japonicum. A irrigação, as adubações de cobertura, os controles de pragas e doenças e o tutoramento das plantas foram realizados quando se fizeram necessários. As avaliações das características data da emergência, floração, maturação e data da remoção do meristema apical foram diárias. As demais características foram avaliadas após a colheita. As plantas foram avaliadas individualmente. Dentre as populações avaliadas, a produção de sementes por vaso não foi afetada pelo número de plantas por vaso, entretanto, o tratamento com 1 planta por vaso tendeu a ser o mais eficiente. A remoção do meristema apical influenciou o crescimento das plantas, reduzindo o número de nós da haste principal, a altura da planta e a altura de inserção da primeira vagem, principalmente quando realizada aos 25 cm de altura. Quanto ao desenvolvimento das plantas, constatou-se que, após a remoção do meristema, ocorreu uma antecipação no número de dias para a floração durante o cultivo de verão. Nas duas épocas de cultivo, verificou-se uma antecipação no número de dias para a maturação. A remoção do meristema apical, quando foi realizada aos 25 cm de altura, contribuiu para aumentar a produtividade e reduziu os trabalhos de tutoramento em condições de cultivo em casa-de-vegetação. O índice de colheita por planta tendeu a ser mais eficiente com 1 e 2 plantas por vaso. / This work was carried out during 2000/01 and 2001/02 harvests. It aimed to determine the number of plants per vase to obtain high productivity under greenhouse conditions; also evaluate influence of the removal of the apical meristem in the growth and development of plants and verify if the removal contributes to increase productivity and decrease staking-out work, with the kind UFV-18 (Patos de Minas). The treatments were tested in plant populations of 1 to 6 per vase, 3 heights for the removal of the apical meristem (25, 50 and 75 cm from the soil), and the check plot without removal. The vases had about 3 litres of capacity. The assay was arranged in a randomized– block design, being the plots composed by heights of removal and the plots by different populations, with the treatments following a split-plot design, with six replications. Each vase had a replication. The vases were on a bench in 3 rows with 14 vases. The edges were considered borders. The treatments were set up with the fungicide Benomyl and the inoculation of the Bradyrhizobium japonicum. The irrigation, the top dressing, the disease control and the staking- out work were carried out when it was necessary. The flowering, maturation, sprout and removal dates were checked daily. The other traits were evaluated after harvesting. The plants were evaluated individually. Among the populations, the seed production per vase was not affected by the number of plants per vase, however the treatment with one plant had a tendency to be the most efficient one. The removal of the apical meristem affected plant growth decreasing the number of nodes on the main stem, the plant height and the insertion height of the first pod, mainly at 25 cm height. It was concluded that after the removal of the meristem it happened an antecipation of the number of days for flowering during summer crop. During the crops was observed an antecipation for maturation. The removal of the apical meristem at 25 cm height increased productivity and decreased the staking-out work under greenhouse conditions. The crop index per plant had a tendency to be the most efficient one with one or two plants per vase.