A folha é o principal órgão de absorção e assimilação de nutrientes dos membros epífitos com tanque da família Bromeliaceae. Pouco se conhece sobre a nutrição dessas bromélias, entretanto algumas evidências (TAKAHASHI, 2007) indicaram a possibilidade de haver uma absorção preferencial do nitrogênio na porção basal e a assimilação desse nutriente na porção apical foliar. Para se compreender melhor os mecanismos de assimilação do nitrogênio utilizados pelas bromélias epífitas com tanque, foi proposto neste trabalho dois principais objetivos: 1) verificar possíveis diferenças quanto à capacidade de assimilação do nitrogênio em diferentes porções foliares de uma bromélia epífita com tanque; 2) constatar possível preferência em assimilar fonte nitrogenada orgânica ou inorgânica, quando ambas estão disponíveis no interior do tanque. A estratégia utilizada para o primeiro objetivo foi cultivar bromélias da espécie Vriesea gigantea, cultivadas em casa de vegetação e registrar em suas folhas as variações temporais das atividades enzimáticas da urease, redutase do nitrato (NR), sintetase da glutamina (GS), desidrogenase do glutamato dependente de NADH (GDH-NADH) e arginase após o fornecimento, no interior do tanque das bromélias, de uma solução nutritiva contendo NO3-/NH4+ (3:2) ou uréia (5mM de N total), como fontes de nitrogênio. Foram analisadas as atividades enzimáticas nas porções apical e basal foliar de Vriesea gigantea nos seguintes tempos: 0, 1, 3, 6, 9, 12, 24, 48, 51, 54, 57, 60 e 73 horas após a rega. Além disso, também foram quantificadas as concentrações do amônio e da uréia endógenos presentes nos tecidos foliares de ambas as porções. Os resultados mostraram que, independente do tratamento, as atividades de GS, GDH e arginase foram mais altas na porção apical em todos os tempos de coleta. Já as atividades da NR e urease, foram crescentes e mais intensas na porção basal, da mesma forma como foi visto para as concentrações endógenas de amônio durante as primeiras 24 horas. As maiores concentrações de uréia endógenas também foram registradas principalmente na porção basal foliar. Esses resultados permitem inferir que a região apical pode estar envolvida, preferencialmente, com a assimilação do nitrogênio, enquanto que a basal, com a sua absorção, redução do nitrato e hidrólise da uréia. Além disso, sugere-se também que ocorra o transporte de amônio da base para a região de sua assimilação em aminoácidos (ápice) através do xilema e apoplasto. Em relação ao segundo objetivo, a estratégia utilizada foi fornecer à bromélia Vriesea gigantea com uma solução nutritiva que continha 5mM de nitrogênio total, disponível na forma inorgânica + orgânica (NH4+/NO3- + uréia nas proporções 1:1 ou 1:3, respectivamente). Como controle foram empregados os seguintes tratamentos: ausência de nitrogênio e presença de somente fontes inorgânicas (5mM de nitrogênio total). As porções apical e basal das folhas foram coletadas 9 horas após o fornecimento das soluções nutritivas e, posteriormente, utilizadas nas análises enzimáticas referentes às atividades da urease, NR, GS, e GDH-NADH. Além disso, foram quantificados em ambas as porções os teores endógenos de amônio, uréia, amido, açúcares totais e clorofila total. Também foram determinados as densidades de tricomas e estômatos nas duas regiões foliares. Verificou-se que as maiores atividades da GS (porção apical) e GDH (porção basal) foram registradas nos dois tratamentos com uréia (1:1 e 1:3) quando comparadas com as dos dois controles. As maiores concentrações de amônio endógeno na porção basal também foram detectadas nos mesmos tratamentos com uréia (1:1 e 1:3). Já a atividade da NR apresentou os maiores valores nos tratamentos de proporção 1:1 e no controle 2 (com somente fontes inorgânicas) na porção basal foliar. De modo interessante, a GS não mostrou o mesmo desempenho nos dois tratamentos (1:1 e controle 2), sendo que, no tratamento de proporção 1:1, a atividade foi o dobro daquela registrada no controle 2. Todos esses resultados analisados em conjunto permitem inferir que a bromélia Vriesea gigantea pode ter preferência por assimilar o nitrogênio proveniente da uréia quando essa fonte se encontra disponível no interior do tanque, mesmo quando também há a presença de formas inorgânicas (nitrato e amônio). / The leaf is considered the most important vegetative organ of tank epiphytic bromeliads due to its ability to absorb and assimilate nutrients. Little is known about the nutrition of these bromeliads, but there are evidences that the basal region of the leaf may be preferentially involved with the absorption of nutrients, whereas the apical region may be involved with its assimilation (TAKAHASHI, 2007). In order to better understand the mechanisms utilized by these tank epiphytic bromeliads to optimize the nitrogen acquisition and assimilation, it was proposed in this study two main objectives: 1) verify the existence of a differential capacity to assimilate nitrogen in different leaf portions of a tank epiphytic bromeliad; 2) analyze the nitrogen assimilation preference between inorganic and organic nitrogen sources when both are available in the tank water. The experiments of the first objective were conducted using Vriesea gigantea plants, a typical specie of tank epiphytic bromeliad, cultivated in greenhouse. Nutrient solution containing NO3-/NH4+ (3:2) or urea as nitrogen source (5mM of total N) was supplied into the tank of these plants and the activities of urease, nitrate reductase (NR), glutamine synthetase (GS), NADH-dependent glutamate dehydrogenase (GDH-NADH) and arginase were quantified in apical and basal leaf portions after 0, 1, 3, 6, 9, 12, 24, 48, 51, 54, 57, 60 and 73 hours. The ammonium and urea present in the tissues were also analyzed. Independent of the nitrogen source utilized, GS, GDH and arginase activities were higher in the apical portions of leaves in all the period analyzed. On the other hand, the opposite was observed in relation to NR and urease activities. The highest activities were detected in the basal portion of leaves at all harvest times, with increasing values during the first 24 hours of experiment. Interestingly, this same pattern was also observed in relation to the endogenous ammonium and urea: the highest contents were detected in the basal portion of leaves, with a gradual increase of ammonium in the first 24 hours of analysis. These results suggest that the basal portion of leaves was preferentially involved in nitrogen uptake, nitrate reduction and urea hydrolysis, while the apical portion was the main responsible for nitrogen assimilation. Moreover, it was possible to infer that the ammonium may be transported from the base (uptake region) to the apex of the leaves (the main nitrogen assimilation region) through the xylem and apoplast. In order to analyze the nitrogen assimilation preference of Vriesea gigantea, a nutrient solution containing 5mM of nitrogen containing a mixture of inorganic and organic sources (NH4+/NO3- + urea in the proportion 1:1 or 1:3, respectively) were supplied into the tank of the bromeliads. As a control, a nutrient solution containing no nitrogen source (control 1) or 5mM of inorganic nitrogen sources (control 2) were used. The basal and apical leaf tissues were collected after 9 hours and the activities of urease, NR, GS and GDH-NADH were analyzed. Endogenous ammonium, urea, starch, total soluble carbohydrates and total chlorophyll were also quantified. Furthermore, the density of trichomes and stomata were also analyzed on the abaxial leaf surface of both regions. The highest activities of GS (apex) and GDH (base), as well as the endogenous ammonium content (base), were registered in both treatments with urea (1:1 and 1:3) in comparison with both controls. A different pattern was obtained analyzing NR: the highest activities were observed in plants that received nutrient solutions containing only inorganic nitrogen (control 2) or a mixture of inorganic and organic nitrogen in the proportion 1:1. Moreover, an interesting behavior was observed in relation to the GS activity: it was detected the double activity of this enzyme when Vriesea gigantea was in contact with a mixture of inorganic and organic nitrogen (1:1) in comparison to the plants in the presence of only inorganic nitrogen sources. All results suggest that Vriesea gigantea may have preference to assimilate organic nitrogen source (urea), when the inorganic nitrogen sources (ammonium and nitrate) are also available in the tank water.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-02-18T14:08:01Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2562998 bytes, checksum: 273a8314c10a7b7d96ab2dce28158e59 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-18T14:08:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2562998 bytes, checksum: 273a8314c10a7b7d96ab2dce28158e59 (MD5) Previous issue date: 2015-11-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Em ruminantes, a eficiência de utilização do nitrogênio (N; g de N em produto/g de N consumido) é baixa quando comparada a outras espécies (e.g., suínos, aves). Por esta razão, há uma excreção excessiva de compostos nitrogenados para o meio ambiente. No entanto, entendendo os mecanismos envolvidos no controle do metabolismo de N, tais como a eficiência de captura do N reciclado no rúmen e o metabolismo de aminoácidos (AA) pode melhorar a eficiência de utilização de N. Objetivando o entendimento destes fatores, esta tese foi desenvolvida a partir de três estudos. O objetivo do primeiro estudo foi avaliar os efeitos da suplementação com proteína degradável (PDR) e não-degradável no rúmen (PNDR) sobre a digestão de nutrientes, metabolismo de N, cinética de ureia, e degradação de proteína muscular em novilhas Nelore (Bos indicus) consumindo feno de capim-Braquiária [5% de proteína bruta (PB); 80% de fibra em detergente neutro (FDN); ambos em % da matéria seca (MS)]. Foram utilizadas cinco novilhas Nelore canuladas no rúmen e abomaso (248±9 kg) distribuídas em um quadrado latino 5 × 5. Os tratamentos foram: controle (sem suplemento); e suplementação com PDR para atender 100% das exigências de PDR mais suplementação com PNDR visando suprir 0%, 50%, 100% ou 150% das exigências de PNDR. O suplemento com PDR (caseína e N não-proteico) foi fornecido duas vezes ao dia, enquanto a PNDR suplementar foi continuamente infundida no abomaso. Infusão venosa de [ 15 N 15 N]-ureia com a avaliação do enriquecimento urinário foi realizada para mensurar a cinética de ureia. A relação entre 3-metil- histidina e creatinina foi utilizada para estimar a degradação de proteína muscular. O consumo de FDN (2,48 kg/dia) não foi afetado pela suplementação (P>0,37), mas elevou a digestão ruminal de FDN (P<0,01). O consumo total e a retenção de N aumentaram (P<0,001) com a suplementação e linearmente com os níveis de PNDR. A produção hepática de ureia (UER) e a reciclagem de ureia para o trato gastrointestinal (GER) foram ampliados pela suplementação (P<0,001). A suplementação com PNDR incrementou linearmente UER (P=0,02) e tendeu a aumentar linearmente GER (P=0,07). A ureia reciclada utilizada para fins anabólicos tendeu (P=0,07) a ser ampliada pela suplementação e os níveis de PNDR também tenderam (P=0.08) a aumentar linearmente a quantidade de ureia reciclada para o anabolismo. A fração de N microbiano assimilado a partir da ureia reciclada (MNU) foi maior (P<0,001) para novilhas controle (22%) do que para as novilhas suplementadas (10%). A relação urinária 3-metil- histidina:creatinina foi cerca de duas vezes superior (P<0,001) em novilhas controle do que suplementadas. Novilhas não-suplementadas reabsorveram uma fração maior de ureia a partir dos túbulos renais do que as novilhas suplementadas (P<0,001). No geral, novilhas não- suplementadas apresentaram maior mobilização de AA a partir da proteína miofibrilar para fornecer N para síntese de ureia e subsequente reciclagem. Suplementação com PNDR, associada a suplementação com PDR, além de ampliar a retenção de N, também aumenta a reciclagem de N-ureia e a síntese de proteína microbiana. No segundo capítulo, foram avaliadas a cinética de ureia e assimilação microbiana de N-ureia reciclado em ruminantes utilizando meta-análise. Valores de 107 médias de tratamentos foram compiladas a partir de 25 estudos com ruminantes (bovinos de corte, vacas de leite e ovinos) publicados entre 2001 e 2016. O conjunto de dados foi analisado de acordo com técnicas de meta-análise utilizando modelos mistos lineares e não-lineares, considerando a variação aleatória entre experimentos. Houve um aumento linear (P<0,05) entre UER e GER em função do consumo de N (g/BW 0,75 ), correspondendo a cerca de 71,5% e 35,2% do consumo de N, respectivamente. A UER foi positivamente associada (P<0,05) com os níveis de PB na dieta e PB em relação à matéria orgânica digerida (PB:MOD). A análise da máxima curvatura indicou que dietas com níveis de PB acima de 17% promovem uma sobrecarga na síntese hepática de ureia, devido a um possível excesso de N dietético, produção de amônia e detoxificação no fígado. A relação entre GER e UER reduziu com o aumento do conteúdo de PB na dieta (P<0,05). A fração GER:UER torna- se relativamente constante quando são fornecidas dietas com níveis de PB acima de 19%. A fração de UER excretada como N-ureico e a contribuição deste para excreção total de N urinário foram positivamente associadas com o teor de PB na dieta (P<0,05), atingindo o platô em níveis de PB próximo de 17%. Em relação à cinética de ureia, a fração de GER excretada nas fezes e utilizada para o anabolismo foram reduzidas, enquanto a fração que retorna para o ciclo da ornitina ampliou com níveis de PB (P<0,05). A fração de N microbiano assimilado a partir da ureia reciclada foi reduzida (P<0,05) com níveis de PB e PB:MOD da dieta. Considerando o intervalo de confiança da assíntota do modelo de predição de MNU em função da PB:MOD, a eficiência de assimilação microbiana do N-ureia reciclado estabilizou (P>0,05) a partir de 194 g PB/kg MOD. Os modelos obtidos neste estudo podem contribuir para o atual conhecimento da utilização de N nos sistemas de predição de dietas para otimização da reciclagem de ureia, reduzindo perdas de N que contribuem para a poluição do ar e da água. O objetivo do estudo descrito no terceiro capítulo foi avaliar a eficiência de utilização de lisina em novilhos em crescimento. Cinco novilhos holandeses fistulados no rúmen (165±8 kg) e mantidos em gaiolas metabólicas foram utilizados segundo delineamento em quadrado latino 6 × 6. Todos os novilhos receberam dieta restrita (2,46 kg de MS/dia) fornecida duas vezes ao dia, contendo baixo teor de PNDR (81% de casca de soja, 8% de palha de trigo, 6% de melaço e 5% de vitaminas e minerais). Os tratamentos foram: 0, 3, 6, 9, 12 e 15 g/dia de L-lisina infundida continuamente no abomaso. Uma mistura de todos os AA essenciais foram também infundidos em conjunto para prevenir a limitação de outros AA, exceto lisina. Adicionalmente, os novilhos receberam infusão contínua de 10 g/dia de ureia, 200 g/dia de ácido acético, 200 g/dia de ácido propiônico e 50 g/dia de ácido butírico no rúmen; e 300 g/dia de glicose no abomaso. Estas infusões forneceram concentração de amônia no rúmen e energia suplementar adequados sem promoverem alteração sobre a produção de proteína microbiana. Cada período experimental foi constituído de seis dias, sendo dois dias de adaptação e quatro dias de coleta total de fezes e urina para mensurar o balanço de N. Amostras de sangue foram coletadas no sexto dia (10 horas após alimentação). A digestibilidade de MO da dieta não foi alterada (P≥0,66) pelos tratamentos sendo, em média, 73,7%. A excreção urinária de N reduziu de 32,3 para 24,3 g/dia entre os níveis de 0 a 9 g/dia de suplementação com lisina, com nenhum aumento verificado com níveis superiores a 9 g/dia (efeito linear e quadrático, P<0,01). Os efeitos sobre a excreção urinária total de N foram principalmente devido a excreção de N-ureia. O aumento da suplementação com lisina de 0 para 9 g/dia ampliou a retenção de N de 21,4 para 30,7 g/dia, com nenhum aumento verificado após este último nível de suplementação (efeito linear e quadrático, P<0,01). Sobre a resposta linear verificada com a suplementação de lisina variando de 0 a 9 g/dia a eficiência de utilização de lisina para deposição de proteína foi de 40%. A concentração plasmática de N-ureia tendeu a reduzir linearmente (P=0,06) com a suplementação de lisina, conforme observado para a redução na excreção urinária de N-ureia. A concentração plasmática de lisina aumentou linearmente (P<0,001), mas as concentrações de leucina, serina, valina e tirosina foram reduzidas linearmente (P<0,02) com os níveis de lisina suplementar, provavelmente devido a maior utilização destes AA para deposição de proteína. De acordo com este modelo, a suplementação com lisina promoveu aumento significativo na retenção de N que foi maximizada com a suplementação de 9 g/dia de lisina, apresentando 40% de eficiência de utilização. / In cattle, efficiency of nitrogen (N) utilization (g N in product/g N intake) is lower compared to others species (e.g., pig, chicken). For that reason, there is an extensive loss of N in manure, leading to environmental pollution. However, understanding the key mechanisms involved in control of N metabolism, such as efficiency of N capture in the rumen from recycled N and metabolism of amino acids (AA) in the body can improve efficiency of N utilization. To understand these factors, this dissertation was developed based on three studies. The objective of the first study was to evaluate the effects of supplemental ruminally degradable (RDP) and undegradable protein (RUP) on nutrient digestion, N metabolism, urea kinetics, and muscle protein degradation in Nellore heifers (Bos indicus) consuming low-quality signal grass hay [5% of crude protein (CP), 80% of neutral detergent fiber (NDF); dry matter (DM) basis). Five ruminally and abomasally cannulated Nellore heifers (248 ± 9 kg) were used in a 5 × 5 Latin square. Treatments were: control (no supplement); and RDP supplementation to meet 100% of the RDP requirement plus RUP provision to supply 0%, 50%, 100%, or 150% of the RUP requirement. Supplemental RDP (casein plus nonprotein N) was dosed ruminally twice daily, and RUP supply (casein) was continuously infused abomasally. Jugular infusion of [ 15 N 15 N]- urea with measurement of enrichment in urine was used to evaluate urea kinetics. The ratio of urinary 3-methylhistidine to creatinine was used to estimate skeletal muscle protein degradation. Forage NDF intake (2.48 kg/d) was not affected (P > 0.37) by supplementation, but supplementation did increase ruminal NDF digestion (P < 0.01). Total N intake (by design) and N retention increased (P < 0.001) with supplementation and also increased linearly with RUP provision. Urea entry rate (UER) and gastrointestinal entry rate of urea (GER) were increased by supplementation (P < 0.001). Supplementation with RUP linearly increased (P = 0.02) UER and tended (P = 0.07) to linearly increase GER. Urea use for anabolic purposes tended (P = 0.07) to be increased by supplementation, and RUP provision also tended (P = 0.08) to linearly increase the amount of urea used for anabolism. The fraction of recycled urea- N incorporated into microbial N (MNU) was greater (P < 0.001) for control (22%) than for supplemented (10%) heifers. Urinary 3-methylhistidine:creatinine of control heifers was more than double that of supplemented heifers (P < 0.001). Control heifers reabsorbed a greater (P < 0.001) fraction of urea from the renal tubule than did supplemented heifers. Overall, unsupplemented heifers had greater mobilization of AA from myofibrillar protein, which provided N for urea synthesis and subsequent recycling. Supplemental RUP, when RDP was supplied, not only increased N retention, but also supported increased urea-N recycling and increased ruminal microbial protein synthesis. In the second chapter, urea kinetics and microbial assimilation of recycled urea N in ruminants were evaluated using a meta-analytical approach. Treatment mean values were compiled from 25 studies with ruminants (beef cattle, dairy cows, and sheep) which were published from 2001 to 2016, totaling 107 treatment means. The dataset was analyzed according to meta-analysis techniques using linear or non-linear mixed models, taking into account the random variations among experiments. Urea N synthesized in the liver (UER) and urea N recycled to the gut (GER) linearly increased (P < 0.001) as N intake (g/BW 0.75 ) increased, with increases corresponding to 71.5% and 35.2% of N intake, respectively. The UER was positively associated (P < 0.05) with dietary CP and the ratio of CP to digestible OM (CP:DOM). Maximum curvature analyses indicate that above 17% of CP there is a prominent increase on hepatic synthesis of urea N due to an excess of dietary N and NH 3 input. The GER:UER decreased with increasing dietary CP content (P < 0.05). At dietary CP ≥ 19%, the fraction of GER became constant. The fraction of UER eliminated as urinary urea N and the contribution of urea N to total urinary N were positively associated with dietary CP (P < 0.05), plateaued at about 17% of CP. The fractions of GER excreted in the feces and utilized for anabolism decreased, whereas the fraction of GER returned to the ornithine cycle increased with dietary CP content (P < 0.05). Recycled urea N assimilated by ruminal microbes (as a fraction of GER) decreased as dietary CP and CP:DOM increased (P < 0.05). The efficiency of microbial assimilation of recycled urea N plateaued at 194 g CP/kg DOM. The models obtained in this study can to contribute to the knowledge on N utilization in feeding models and optimizing urea recycling, reducing N losses that contribute to air and water pollution. The objective of the third chapter was to evaluate the efficiency of lysine (Lys) utilization by growing steers. Five ruminally cannulated Holstein steers (165 kg ± 8 kg) housed in metabolism crates were used in a 6 × 6 Latin square design; data from a sixth steer was excluded due to erratic feed intake. All steers were limit fed (2.46 kg DM/d) twice daily diets low in RUP (81% soybean hulls, 8% wheat straw, 6% cane molasses, and 5% vitamins and minerals). Treatments were: 0, 3, 6, 9, 12, and 15 g/d of L-Lys abomasally infused continuously. To prevent AA other than Lys from limiting performance, a mixture providing all essential AA to excess was continuously infused abomasally. Additional continuous infusions included 10 g urea/d, 200 g acetic acid/d, 200 g propionic acid/d, and 50 g butyric acid/d to the rumen and 300 g glucose/d to the abomasum. These infusions provided adequate ruminal ammonia and increased energy supply without increasing microbial protein supply. Each 6-d period included 2 d for adaptation and 4 d for total fecal and urinary collections for measuring N balance. Blood was collected on d 6 (10 h after feeding). Diet OM digestibility was not altered (P ≥ 0.66) by treatment and averaged 73.7%. Urinary N excretion decreased from 32.3 to 24.3 g/d by increasing Lys supplementation to 9 g/d, with no further reduction when more than 9 g/d of Lys was supplied (linear and quadratic P < 0.01). Changes in total urinary N excretion were predominantly due to changes in urinary urea-N. Increasing Lys supply from 0 to 9 g/d increased N retention from 21.4 to 30.7 g/d, with no further increase beyond 9 g/d of Lys (linear and quadratic P < 0.01). Break-point analysis estimated maximal N retention at 9 g/d supplemental Lys. Over the linear response surface of 0 to 9 g/d Lys, the efficiency of Lys utilization for protein deposition was 40%. Plasma urea-N tended to be linearly decreased (P = 0.06) by Lys supplementation in agreement with the reduction in urinary urea-N excretion. Plasma concentrations of Lys increased linearly (P < 0.001), but leucine, serine, valine, and tyrosine (P ≤ 0.02) were reduced linearly by Lys supplementation, likely reflecting increased uptake for protein deposition. In our model, Lys supplementation promoted significant increases in N retention and was maximized at 9 g/d supplemental Lys with efficiency of utilization of 40%.

A folha é o principal órgão de absorção e assimilação de nutrientes dos membros epífitos com tanque da família Bromeliaceae. Pouco se conhece sobre a nutrição dessas bromélias, entretanto algumas evidências (TAKAHASHI, 2007) indicaram a possibilidade de haver uma absorção preferencial do nitrogênio na porção basal e a assimilação desse nutriente na porção apical foliar. Para se compreender melhor os mecanismos de assimilação do nitrogênio utilizados pelas bromélias epífitas com tanque, foi proposto neste trabalho dois principais objetivos: 1) verificar possíveis diferenças quanto à capacidade de assimilação do nitrogênio em diferentes porções foliares de uma bromélia epífita com tanque; 2) constatar possível preferência em assimilar fonte nitrogenada orgânica ou inorgânica, quando ambas estão disponíveis no interior do tanque. A estratégia utilizada para o primeiro objetivo foi cultivar bromélias da espécie Vriesea gigantea, cultivadas em casa de vegetação e registrar em suas folhas as variações temporais das atividades enzimáticas da urease, redutase do nitrato (NR), sintetase da glutamina (GS), desidrogenase do glutamato dependente de NADH (GDH-NADH) e arginase após o fornecimento, no interior do tanque das bromélias, de uma solução nutritiva contendo NO3-/NH4+ (3:2) ou uréia (5mM de N total), como fontes de nitrogênio. Foram analisadas as atividades enzimáticas nas porções apical e basal foliar de Vriesea gigantea nos seguintes tempos: 0, 1, 3, 6, 9, 12, 24, 48, 51, 54, 57, 60 e 73 horas após a rega. Além disso, também foram quantificadas as concentrações do amônio e da uréia endógenos presentes nos tecidos foliares de ambas as porções. Os resultados mostraram que, independente do tratamento, as atividades de GS, GDH e arginase foram mais altas na porção apical em todos os tempos de coleta. Já as atividades da NR e urease, foram crescentes e mais intensas na porção basal, da mesma forma como foi visto para as concentrações endógenas de amônio durante as primeiras 24 horas. As maiores concentrações de uréia endógenas também foram registradas principalmente na porção basal foliar. Esses resultados permitem inferir que a região apical pode estar envolvida, preferencialmente, com a assimilação do nitrogênio, enquanto que a basal, com a sua absorção, redução do nitrato e hidrólise da uréia. Além disso, sugere-se também que ocorra o transporte de amônio da base para a região de sua assimilação em aminoácidos (ápice) através do xilema e apoplasto. Em relação ao segundo objetivo, a estratégia utilizada foi fornecer à bromélia Vriesea gigantea com uma solução nutritiva que continha 5mM de nitrogênio total, disponível na forma inorgânica + orgânica (NH4+/NO3- + uréia nas proporções 1:1 ou 1:3, respectivamente). Como controle foram empregados os seguintes tratamentos: ausência de nitrogênio e presença de somente fontes inorgânicas (5mM de nitrogênio total). As porções apical e basal das folhas foram coletadas 9 horas após o fornecimento das soluções nutritivas e, posteriormente, utilizadas nas análises enzimáticas referentes às atividades da urease, NR, GS, e GDH-NADH. Além disso, foram quantificados em ambas as porções os teores endógenos de amônio, uréia, amido, açúcares totais e clorofila total. Também foram determinados as densidades de tricomas e estômatos nas duas regiões foliares. Verificou-se que as maiores atividades da GS (porção apical) e GDH (porção basal) foram registradas nos dois tratamentos com uréia (1:1 e 1:3) quando comparadas com as dos dois controles. As maiores concentrações de amônio endógeno na porção basal também foram detectadas nos mesmos tratamentos com uréia (1:1 e 1:3). Já a atividade da NR apresentou os maiores valores nos tratamentos de proporção 1:1 e no controle 2 (com somente fontes inorgânicas) na porção basal foliar. De modo interessante, a GS não mostrou o mesmo desempenho nos dois tratamentos (1:1 e controle 2), sendo que, no tratamento de proporção 1:1, a atividade foi o dobro daquela registrada no controle 2. Todos esses resultados analisados em conjunto permitem inferir que a bromélia Vriesea gigantea pode ter preferência por assimilar o nitrogênio proveniente da uréia quando essa fonte se encontra disponível no interior do tanque, mesmo quando também há a presença de formas inorgânicas (nitrato e amônio). / The leaf is considered the most important vegetative organ of tank epiphytic bromeliads due to its ability to absorb and assimilate nutrients. Little is known about the nutrition of these bromeliads, but there are evidences that the basal region of the leaf may be preferentially involved with the absorption of nutrients, whereas the apical region may be involved with its assimilation (TAKAHASHI, 2007). In order to better understand the mechanisms utilized by these tank epiphytic bromeliads to optimize the nitrogen acquisition and assimilation, it was proposed in this study two main objectives: 1) verify the existence of a differential capacity to assimilate nitrogen in different leaf portions of a tank epiphytic bromeliad; 2) analyze the nitrogen assimilation preference between inorganic and organic nitrogen sources when both are available in the tank water. The experiments of the first objective were conducted using Vriesea gigantea plants, a typical specie of tank epiphytic bromeliad, cultivated in greenhouse. Nutrient solution containing NO3-/NH4+ (3:2) or urea as nitrogen source (5mM of total N) was supplied into the tank of these plants and the activities of urease, nitrate reductase (NR), glutamine synthetase (GS), NADH-dependent glutamate dehydrogenase (GDH-NADH) and arginase were quantified in apical and basal leaf portions after 0, 1, 3, 6, 9, 12, 24, 48, 51, 54, 57, 60 and 73 hours. The ammonium and urea present in the tissues were also analyzed. Independent of the nitrogen source utilized, GS, GDH and arginase activities were higher in the apical portions of leaves in all the period analyzed. On the other hand, the opposite was observed in relation to NR and urease activities. The highest activities were detected in the basal portion of leaves at all harvest times, with increasing values during the first 24 hours of experiment. Interestingly, this same pattern was also observed in relation to the endogenous ammonium and urea: the highest contents were detected in the basal portion of leaves, with a gradual increase of ammonium in the first 24 hours of analysis. These results suggest that the basal portion of leaves was preferentially involved in nitrogen uptake, nitrate reduction and urea hydrolysis, while the apical portion was the main responsible for nitrogen assimilation. Moreover, it was possible to infer that the ammonium may be transported from the base (uptake region) to the apex of the leaves (the main nitrogen assimilation region) through the xylem and apoplast. In order to analyze the nitrogen assimilation preference of Vriesea gigantea, a nutrient solution containing 5mM of nitrogen containing a mixture of inorganic and organic sources (NH4+/NO3- + urea in the proportion 1:1 or 1:3, respectively) were supplied into the tank of the bromeliads. As a control, a nutrient solution containing no nitrogen source (control 1) or 5mM of inorganic nitrogen sources (control 2) were used. The basal and apical leaf tissues were collected after 9 hours and the activities of urease, NR, GS and GDH-NADH were analyzed. Endogenous ammonium, urea, starch, total soluble carbohydrates and total chlorophyll were also quantified. Furthermore, the density of trichomes and stomata were also analyzed on the abaxial leaf surface of both regions. The highest activities of GS (apex) and GDH (base), as well as the endogenous ammonium content (base), were registered in both treatments with urea (1:1 and 1:3) in comparison with both controls. A different pattern was obtained analyzing NR: the highest activities were observed in plants that received nutrient solutions containing only inorganic nitrogen (control 2) or a mixture of inorganic and organic nitrogen in the proportion 1:1. Moreover, an interesting behavior was observed in relation to the GS activity: it was detected the double activity of this enzyme when Vriesea gigantea was in contact with a mixture of inorganic and organic nitrogen (1:1) in comparison to the plants in the presence of only inorganic nitrogen sources. All results suggest that Vriesea gigantea may have preference to assimilate organic nitrogen source (urea), when the inorganic nitrogen sources (ammonium and nitrate) are also available in the tank water.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-04-08T14:48:36Z No. of bitstreams: 2 Tese de Doutorado_Will de Barros Pita_CCB_2012.pdf: 2965963 bytes, checksum: babbeaf0d359662414391200c3f5a596 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-08T14:48:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese de Doutorado_Will de Barros Pita_CCB_2012.pdf: 2965963 bytes, checksum: babbeaf0d359662414391200c3f5a596 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq; CAPES; FACEPE / A levedura Dekkera bruxellensis é consistentemente associada a contaminações de processos de fermentação alcoólica industrial. Na produção de vinhos, esta levedura é responsável pela produção de aromas indesejáveis, enquanto que na produção de etanol combustível, D. bruxellensis compete com Saccharomyces cerevisiae pelo substrato industrial. Apesar de compartilhar alguns fenótipos com S. cerevisiae, D. bruxellensis apresenta características peculiares, como por exemplo, a capacidade de utilizar nitrato como única fonte de nitrogênio. No ambiente industrial, as quantidades de açúcares são elevadas e, nesses casos, o fator limitante do crescimento é geralmente a disponibilidade de nitrogênio, um nutriente essencial para todas as formas de vida. O objetivo do presente trabalho foi investigar o metabolismo de diferentes fontes de nitrogênio e determinar a influência da natureza e da concentração destas fontes na fisiologia e expressão gênica de D. bruxellensis, em busca de potenciais fatores positivos de adaptação para esta levedura. Os resultados mostraram que a assimilação de nitrato pode favorecer D. bruxellensis no ambiente industrial, pois fornece o nitrogênio necessário para manter o crescimento desta levedura mesmo após a depleção da amônia no caldo de cana. Adicionalmente, a escassez de nitrogênio diminui a taxa de crescimento, consumo de açúcares e produção de etanol em D. bruxellensis. No entanto, a limitação de carbono é ainda mais drástica para o metabolismo celular, ocasionando redução significativa dos principais parâmetros fisiológicos. Com relação à assimilação de fontes de nitrogênio, as enzimas glutamato desidrogenase e glutamato sintase podem trocar de papéis como principal via de biossíntese de glutamato e que genes codificantes de permeases de nitrogênio estão sob rígido controle transcricional. Além disso, D. bruxellensis apresenta preferência pela utilização do metabolismo respiratório em detrimento da fermentação em condições limitantes de crescimento. Finalmente, um novo grupo de genes de referência para ensaios de expressão gênica em D. bruxellensis foi estabelecido. A partir dos resultados gerados no presente trabalho, é possível entender as repostas metabólicas de D. bruxellensis em diferentes fontes de nitrogênio, o que pode auxiliar na identificação de novos fatores de adaptação para esta levedura, que permitem o seu estabelecimento e manutenção no ambiente indutrial.

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-05-15T19:59:02Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vanessa Rafaela Milhomem Cruz Leite - 2014.pdf: 2374224 bytes, checksum: bbdd09c7a011fbfa20239423f0d7f3fb (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-05-19T14:14:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vanessa Rafaela Milhomem Cruz Leite - 2014.pdf: 2374224 bytes, checksum: bbdd09c7a011fbfa20239423f0d7f3fb (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-19T14:14:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vanessa Rafaela Milhomem Cruz Leite - 2014.pdf: 2374224 bytes, checksum: bbdd09c7a011fbfa20239423f0d7f3fb (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-03-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The fungi of the genus Paracoccidioides sp are etiologic agents of disease paracoccidioidomycosis (PCM), are termodimórficos and have the ability to move the saprobiótica form to yeast form at a temperature around 37 ° C. The uptake is essential for the growth and adaptation of the fungus in host tissue, where nitrogen-dependent pathways have close relationship with pathogenicity. Pathogenic organisms possess a regulatory system called Nitrogen Catabolic Represion which is induced when nitrogen availability is limiting in surround causing the expression of genes necessary for nutrient uptake when preferred sources such as glutamine and ammonia are scarce. This regulatory process comprises a complex system in the infectious process. This study aims to identify proteins regulated by nitrogen depletion, where the pathogenic fungus Pb01-like was analyzed as a proteomic response. Pb01-like was grown in minimal medium control MMcM (+N) and treated MMcM (-N) for 6 hours at 37 ° C, cytoplasmic proteins were extracted and subjected to tryptic digestion and quantification. The proteomic profile revealed an expression of 135 proteins, 40 proteins induced or identified the treaty, 58 repressed or identified control and 44 proteins were expressed constitutively. In silico analyzes showed that the gene is regulated by formamidase areA transcription factor that responds conditions of nitrogen depletion in Aspergillus nidulans and the surrounding medium the enzymatic activity for the gene of formamidase Pb01-like induced depletion of nitrogen during. The amino acid sequence of the regulatory gene areA important in the metabolism of nitrogen was aligned between Pb01-like, Pb18, Aspergillus nidulans and Neurospora crasssa where this alignment showed high identity and homology of conserved zinc finger domains and DUF 1752. Metabolic pathways such as fermentation, gluconeogenesis, protein synthesis, nitrogen metabolism were induced for the depletion of nitrogen, showing a possible modulation of the metabolism of the fungus in order to be able to adapt to environments with nitrogen limitation. / Os fungos do genêro Paracoccidioides sp são agentes etiológicos da doença paracoccidioidomicose (PCM), são termodimórficos e possuem a capacidade de transitar da forma miceliana para a forma de levedura à temperatura em torno de 37°C. A captação de nitrogênio é essencial para o crescimento e adaptação do fungo em tecido hospedeiro, onde vias dependentes de nitrogênio possuem estreita relação com a patogenicidade. Organismos patogênicos possuem um sistema regulatório conhecido como Nitrogen Catabolic Repression que é induzido quando a disponibilidade de nitrogênio é limitante no meio, ocasionando a expressão de genes necessários para a captação do nutriente quando fontes preferenciais como a glutamina e amônia estão escassas. Esse processo regulatório compõe um complexo sistema no processo infeccioso. Este trabalho tem o objetivo de identificar proteínas reguladas pela depleção de nitrogênio, onde o fungo patogênico Pb01-like foi analisado quanto sua resposta proteômica. Pb01-like foi cultivado em meio mínimo controle MMcM (+N) e tratado MMcM (-N) por 6 horas a 37°C, as proteínas citoplasmáticas foram extraídas e submetidas a quantificação e digestão triptica. O perfil proteômico revelou uma expressão 135 proteínas, sendo 40 proteínas induzidas ou identificadas apenas no tratado, 58 proteínas reprimidas ou identificadas apenas no controle e 44 foram expressas constitutivamente. Análises in silíco revelou que o gene da formamidase é regulado pelo fator de transcrição areA, em Aspergillus nidulans que responde as condições de depleção de nitrogênio do meio circundante sendo a atividade enzimática para o gene da formamidase de Pb01-like induzida durante a depleção de nitrogênio. A sequência de aminoácidos do fator de transcrição areA importante regulador do metabolismo de nitrogênio foi alinhado entre Pb01-like, Pb18, Aspergillus nidulans e Neurospora crasssa onde esse alinhamento demonstrou uma alta identidade e homologia dos domínios conservados dedo de zinco e DUF 1752. Vias metabólicas como a fermentação, gliconeogênese, síntese de proteínas, metabolismo de nitrogênio estavam induzidas durante a depleção de nitrogênio, demonstrando uma possível modulação do metabolismo do fungo afim de conseguir adaptar-se a ambientes com limitação de nitrogênio.

Os modelos de evolução de vias metabólicas estão baseados em técnicas moleculares e bioinformática e nem sempre levam em consideração o contextos fisiológico e ecológico do organismo. Assim, tomando como plataforma o metabolismo de nitrogênio, procurou-se estabelecer uma hipótese evolutiva para o uso de &#945;-aminoácidos por metazoários como fonte de nitrogênio. O objetivo é traçar essa história evolutiva, contextualizando fisiológica e ecologicamente as alterações que ocorreram no perfil de utilização desses compostos. Para traçar essa história evolutiva, recorreu-se a dados disponíveis na literatura partindo-se dos elementos moleculares/metabólicos que compõem o ciclo do nitrogênio e em qual contexto geológico e evolutivo se deu tal história. Os dados obtidos, reorganizados e reestruturados nesse novo contexto, permitiram conclusões originais no presente trabalho, a saber: (1) a capacidade de fixação de nitrogênio atmosférico foi um fator de seleção natural positiva na transição da atmosfera redutora para oxidante; (2) os organismos fixadores de nitrogênio são bem mais disseminados do que o admitido classicamente; (3) o produto final da fixação biológica de nitrogênio in vivo são &#945;- aminoácidos, e foram um fator de pressão seletiva para os organismos incapazes de fixar nitrogênio; (4) os metazoários evoluíram posteriormente a esse cenário e seu aparato metabólico está mais adaptado para o aproveitamento líquido do nitrogênio obtido apenas na forma de &#945;-aminoácidos. / Metabolic pathway evolution models are molecular and computational based, and do not take account the physiological and ecological contexts in which organisms are inserted. Thus using the nitrogen metabolism as a platform, an evolutionary hypothesis on the &#945;-amino acids utilization by metazoans was proposed. The objective of the present work is to trace an evolutionary history of the nitrogen usage by metazoans taking account the profile changes on a physiological and ecological basis. In order to trace this evolutionary history, a scrutiny were performed in the specialized literature aiming at data about the molecular and metabolic elements which perform the nitrogen cycle and in which geologic and evolutive context has passed such history. The reorganization of obtained data in a new context allowed original conclusions in the present work as follows: (1) the capability of fixing the atmospheric nitrogen was a positive selection factor in the atmospheric condition transition from reductive to oxidant; (2) nitrogen fixing organisms are far most wide spread than classically admitted; (3) &#945;-amino acids are the biological nitrogen fixation end product in vivo, and are a selective factor for non-fixing organisms; (4) metazoans evolved afterwards in these scenario and their metabolic apparatus is adapted to the nitrogen net utilization obtained in the &#945;-amino acid form.

Os modelos de evolução de vias metabólicas estão baseados em técnicas moleculares e bioinformática e nem sempre levam em consideração o contextos fisiológico e ecológico do organismo. Assim, tomando como plataforma o metabolismo de nitrogênio, procurou-se estabelecer uma hipótese evolutiva para o uso de &#945;-aminoácidos por metazoários como fonte de nitrogênio. O objetivo é traçar essa história evolutiva, contextualizando fisiológica e ecologicamente as alterações que ocorreram no perfil de utilização desses compostos. Para traçar essa história evolutiva, recorreu-se a dados disponíveis na literatura partindo-se dos elementos moleculares/metabólicos que compõem o ciclo do nitrogênio e em qual contexto geológico e evolutivo se deu tal história. Os dados obtidos, reorganizados e reestruturados nesse novo contexto, permitiram conclusões originais no presente trabalho, a saber: (1) a capacidade de fixação de nitrogênio atmosférico foi um fator de seleção natural positiva na transição da atmosfera redutora para oxidante; (2) os organismos fixadores de nitrogênio são bem mais disseminados do que o admitido classicamente; (3) o produto final da fixação biológica de nitrogênio in vivo são &#945;- aminoácidos, e foram um fator de pressão seletiva para os organismos incapazes de fixar nitrogênio; (4) os metazoários evoluíram posteriormente a esse cenário e seu aparato metabólico está mais adaptado para o aproveitamento líquido do nitrogênio obtido apenas na forma de &#945;-aminoácidos. / Metabolic pathway evolution models are molecular and computational based, and do not take account the physiological and ecological contexts in which organisms are inserted. Thus using the nitrogen metabolism as a platform, an evolutionary hypothesis on the &#945;-amino acids utilization by metazoans was proposed. The objective of the present work is to trace an evolutionary history of the nitrogen usage by metazoans taking account the profile changes on a physiological and ecological basis. In order to trace this evolutionary history, a scrutiny were performed in the specialized literature aiming at data about the molecular and metabolic elements which perform the nitrogen cycle and in which geologic and evolutive context has passed such history. The reorganization of obtained data in a new context allowed original conclusions in the present work as follows: (1) the capability of fixing the atmospheric nitrogen was a positive selection factor in the atmospheric condition transition from reductive to oxidant; (2) nitrogen fixing organisms are far most wide spread than classically admitted; (3) &#945;-amino acids are the biological nitrogen fixation end product in vivo, and are a selective factor for non-fixing organisms; (4) metazoans evolved afterwards in these scenario and their metabolic apparatus is adapted to the nitrogen net utilization obtained in the &#945;-amino acid form.

FEITOSA, Antonio Glaydson de Sousa. Modulação da fotossíntese e assimilação do nitrogênio por condições de elevado CO2 atmosférico em plantas de soja. 2014. 71 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Ciências do Solo, Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Solos e Nutrição de Plantas, Fortaleza-CE, 2014 / Submitted by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-05-19T12:25:16Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_agsfeitosa.pdf: 836229 bytes, checksum: f77f1e9d446fce346b7ef1c4f7d05eb7 (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-05-19T12:52:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_agsfeitosa.pdf: 836229 bytes, checksum: f77f1e9d446fce346b7ef1c4f7d05eb7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-19T12:52:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_agsfeitosa.pdf: 836229 bytes, checksum: f77f1e9d446fce346b7ef1c4f7d05eb7 (MD5) Previous issue date: 2014 / High atmospheric CO2 concentrations limit the assimilation of CO2 and nitrogen in many species of C3 plants Thus the aim of this study was to identify how the high CO2 regulates photosynthesis and assimilation of nitrogen in soybean Therefore an experiment was conducted in growth chamber using soybean plants, 25 days old CO2 levels were applied environment ( 40 Pa) high (100 Pa) and transition to ambient conditions ( 100-40 Pa ) High CO2 was able to strongly affect trade gas with stomatal closure leading to sharp reductions in leaf transpiration (88%) and CO2 assimilation ( 48%) Recovering 69% of the initial value of net photosynthesis after the transition period at environmental conditions , however the internal CO2 concentration ( Ci) was increased by 17 times returning to the level of control after the transition the initial activity and the total Rubisco decreased 44 % and 34 % respectively Taking a 9% reduction in enzyme activation state but after the transition to the conditions of CO2 environment the initial activity and total recovered 74 % and 84 % respectively have the nitrate reductase showed a strong inhibition over that period compared to the ambient condition reaching a maximum reduction of 64 % after four days of exposure to elevated CO2 contrary this enzyme had recovered its initial capacity at 90 % after the transition period in conclusion we can say that photosynthesis and nitrate reductase activity are practically inhibited by high atmospheric CO2 mainly controlled by stomatal and metabolic limitations / Altas concentrações de CO2 atmosférico limitam a assimilação de CO2 e de nitrogênio em muitas espécies de plantas C3 Dessa forma o objetivo deste trabalho foi identificar como o elevado CO2 regula a fotossíntese e a assimilação do nitrogênio em plantas de soja Para tanto foi realizado um experimento em câmara de crescimento utilizando plantas de soja com 25 dias de idade Os níveis de CO2 aplicados foram ambiente (40 Pa) elevado (100 Pa) e transição para as condições ambiente (100 – 40 Pa) O elevado CO2 foi capaz de afetar fortemente as trocas gasosas com fechamento estomático levando a fortes reduções na transpiração foliar (88%) e assimilação de CO2 (48%) Recuperando 69% do valor inicial da fotossíntese líquida após o período de transição para a condição ambiente Entretanto a concentração interna de CO2 (Ci) foi elevada em 17 vezes retornando para o nível de controle após a transição A atividade inicial e a total da Rubisco decresceram 44% e 34% respectivamente Levando a uma redução de 9% no estado de ativação da enzima porém após a transição para as condições de CO2 ambiente a atividade inicial e a total recuperaram 74% e 84% respectivamente Já a redutase do nitrato apresentou uma forte inibição ao longo desse período quando comparada com a condição ambiente chegando a uma redução máxima de 64% após quatro dias de exposição ao elevado CO2 Contrariamente esta enzima teve sua capacidade inicial recuperada em 90% após o período de transição Em conclusão podemos afirmar que a fotossíntese e a atividade da redutase do nitrato são praticamente inibidas por elevado CO2 atmosférico controladas principalmente por limitações estomáticas e metabólicas

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-07-05T14:36:45Z No. of bitstreams: 1 Artenisa Cerqueira Rodrigues.pdf: 1487841 bytes, checksum: e529e19a4038e9e52c84b90e95264477 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T14:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Artenisa Cerqueira Rodrigues.pdf: 1487841 bytes, checksum: e529e19a4038e9e52c84b90e95264477 (MD5) Previous issue date: 2012-06-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / It has been a recurrent the use of plant growth-promoting bacteria (PGPB) in association with the legume-rhizobia symbiotic system to increase the biological nitrogen fixation (BNF). Thus, the search for using alternative vehicles that increase quality and efficiency of inoculum leading to reduced costs and possible environmental impacts have been investigated. The BNF change in response to biological and environmental factors and their effectiveness can be measured by the concentrations of compounds involved in this process, being an important point to evaluate biochemical indicators related to the metabolisms of nitrogen, carbon and antioxidant. In this context, this study aimed at verifying the survival of cowpea to bacterial colonization and evaluating the interrelationship of Bradyrhizobium sp. and PGPB providing better symbiotic performance and cowpea development; optimizing the BNF and cowpea development, inoculated and co-inoculated with Bradyrhizobium sp. and PGPB, as well as evaluating the activities of enzymes as indicators of efficiency, senescence and stress/oxidative protection during and after the establishment of symbiosis; and determining the efficiency of inoculation and co-inoculation of cowpea with Bradyrhizobium sp. and PGPB using variables of growth and production and, jointly, characterizing the exopolysaccharide used as a vehicle for seed inoculation. Three experiments were conducted in greenhouse of the Agronomy Institute of Pernambuco (IPA). The legume used was cowpea cv. "IPA 206" inoculated with Bradyrhizobium sp. (BR 3267) and co-inoculated with different strains of PGPB. In the first experiment, the experimental design was randomized blocks with 24 treatments one inoculated (BR 3267), and 22 co-inoculated (BR 3267 + PGPB); and an absolute control (AC), with three replications. In the experiment II, the experimental design was randomized blocks with 2x4 factorial arrangement, two harvest periods (FP, flowering point; BS, beginning of senescence) and four treatments (inoculated and co-inoculated) + AC, with four repetitions. In the experiment III, the experimental design was a randomized block with 2x6 factorial arrangement, two harvest periods (FP, flowering point; GF, grain filling) and six treatments, one inoculated (BR 3267), and three co-inoculated (BR 3267 + PGPB), and two controls (AC and NC), with four replications. In the results was found synergism between BR 3267 and PGPB in cowpea especially in combination of BR 3267 with strains Paenibacillus graminis (MC 04.21) and P. durus (C 04.50), which exhibited better symbiotic response. Pre-selected strains of PGPB were combined with BR 3267, forming two symbiotic pairs (BR 3267 + MC 04.21; BR 3267 + C 04.50) and a tripartite (BR 3267 + MC 4.21 + C 04.50) where the results showed significant differences for growth variables as well as the biochemical indicators related to the metabolisms of nitrogen, carbon and antioxidative. There was increased concentration of total soluble proteins in nodules of plants co-inoculated compared to those inoculated in isolation with BR 3267. There was intense proteolytic activity and a decline in enzyme activity in the BS, but there was delayed of the deleterious effects of aging in the tripartite co-inoculation, allowing better symbiotic performance in cowpea plants. It can be suggested the use of inoculating compounds with bacteria studied aiming at improving the BNF and delaying senescence of nodules ensuring the availability of nitrogen for a longer period of time. This response emphasizes the importance of the combination and compatibility of microorganisms introduced, in combination, to promote a better symbiotic efficiency of cowpea, especially for tripartite co-inoculation, with respect to Rhizobium native to soil, and this synergistic response resulted in improved variables of production and efficiency of N2 fixation. With respect to chemical and rheological characteristics, the EPS used as vehicle for inoculation presents as a polyanionic heteropolysaccharide with low-viscosity fluid pseudoplastic, revealing an endothremal peak by the technique of differential scanning calorimetry that represents a favorable feature considering its use on industrial scale. / Para o incremento da fixação biológica do nitrogênio (FBN) tem sido recorrente o uso de bactérias promotoras de crescimento em plantas (BPCP’s) em associação com o sistema simbiótico leguminosa-rizóbio. Desta forma, a busca da utilização de veículos alternativos que aumentem a qualidade e eficiência do inoculante levando a redução de custos e de possíveis impactos ambientais tem sido investigados. A FBN varia em resposta a fatores biológicos e ambientais e a sua efetividade pode ser mensurada através das concentrações dos compostos envolvidos neste processo, sendo um ponto relevante avaliar indicadores bioquímicos relacionados aos metabolismos do nitrogênio, do carbono e antioxidativo. Neste contexto, este trabalho teve como objetivos verificar a sobrevivência do caupi à colonização bacteriana, assim como avaliar a interrelação Bradyrhizobium sp. e BPCP’s visando uma melhor performance simbiótica e desenvolvimento do caupi; otimizar a FBN e o desenvolvimento do caupi, inoculados e co-inoculados com Bradyrhizobium sp. e BPCP’s, assim como avaliar as atividades de enzimas como indicadores de eficiência, senescência e de estresse/proteção oxidativo durante a após o estabelecimento da simbiose; e determinar a eficiência da inoculação e co-inoculação do caupi com Bradyrhizobium sp. e BPCP’s utilizando variáveis de crescimento e produção e, juntantemente, caracterizar o exopolissacarídeo utilizado como veículo de inoculação das sementes. Foram conduzidos três experimentos em casa de vegetação do Instituto Agronômico de Pernambuco (IPA). A leguminosa utilizada foi caupi cv. “IPA 206” inoculada com Bradyrhizobium sp. (BR 3267) e co-inoculadas com diferentes estirpes de BPCP’s. No experimento I, o delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso com 24 tratamentos, sendo um com inoculação (BR 3267); 22 combinações (BR 3267 + BPCP’s); uma testemunha absoluta (TA), com três repetições. No experimento II, o delineamento experimental adotado foi em blocos ao acaso com arranjo fatorial 2x4, dois períodos de coleta (PF, ponto de florescimento; IS, início de senescência) e quatro tratamentos (inoculados e co-inoculados) + TA, com quatro repetições. No experimento III, o delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso com arranjo fatorial 2x6, dois períodos de colheita (PF, ponto de florescimento; e EG, enchimento de grãos) e seis tratamentos, sendo um com inoculação (BR 3267), e três com co-inoculações (BR 3267 + BPCP’s); e duas testemunhas (TA e TN), com quatro repetições. Nos resultados constatou-se sinergismo entre BR 3267 e BPCP’s em caupi principalmente na combinação de BR 3267 com Paenibacillus graminis (MC 04.21) e P. durus (C 04.50), que exibiram melhor resposta simbiótica. As estirpes de BPCP’s pré-selecionadas foram combinadas com BR 3267, formando dois pares simbióticos (BR 3267 + MC 04.21; BR 3267 + C 04.50) e uma tripartite (BR 3267+ MC 04.21 + C 04.50) onde os resultados mostraram diferenças significativas para as variáveis de crescimento bem como para os indicadores bioquímicos relacionados aos metabolismos do nitrogênio, carbono e antioxidativo. Houve aumento da concentração de proteínas solúveis totais nos nódulos das plantas co-inoculadas em relação àquelas inoculadas isoladamente com a BR 3267. Ocorreu intensa atividade proteolítica e declínio na atividade das enzimas no IS, porém na co-inoculação tripartite houve retardo dos efeitos deletérios da senescência, o que permitiu uma melhor performance simbiótica na plantas de caupi. Pode-se sugerir o uso de inoculantes compostos com as bactérias estudadas visando incrementar a FBN e retardar a senescência dos nódulos assegurando a disponibilidade de nitrogênio por um maior período de tempo. Esta resposta ressalta a importância da combinação e compatibilidade de microrganismos introduzidos, em mistura, para promover uma melhor eficiência simbiótica do caupi, em especial para a co-inoculação em tripartite, com relação ao rizóbio nativo do solo, e esta resposta sinérgica resultou em melhoria nas variáveis de produção e eficiência da fixação de N2. Em relação às características químicas e reológicas do EPS, utilizado como veículo para inoculação, este se apresenta como um heteropolissacarídeo polianiônico com fluido pseudoplástico pouco viscoso, revelando-se pela técnica de calorimetria exploratória diferencial um pico endotérmico que representa uma característica favorável tendo em vista a possibilidade de seu uso em escala industrial.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre_Lohmann.pdf: 732124 bytes, checksum: da6d7e1f4bcab7cc6bb399f648513fe4 (MD5) Previous issue date: 2009-03-20 / Two experiments were carried out, digestibility and performance growth, to evaluate the levels of digestible valine for barrows from 15 to the 30 kg of body weight. In the digestibility assay were used 20 swines, crossbred, castrated males, with initial weight of 22,88±1,19kg, allotted individually in metabolic cages, in an randomized blocks desing, constituted of five treatments (0,60; 0,67; 0,74; 0,81; 0,88%) and four replicates. In the performance experiment were used 40 swines, barrows, crossbred, with initial weight of 15,49±0,06kg, to evaluate the digestible valine levels, distributed in a randomized blocks design with five treatments (the same), four replicates and two animals per experimental unit. The excretion of N in the urine showed quadratic effect (P<0,05), when using the Broken Line Model (LRP), being observed a reduction until the value of 6,66 g/day of N, corresponding the level of 0,641% of digestible valine in the diet. The retained N: absorbed N ratio showed a quadratic effect (P<0,05), indicating 0,748% as the better digestible valine level. The total excretion of N presented a quadratic effect (P<0,05), in function of the valine levels, being reduced until the level of 0,730% of digestible valine in the diet, and starting from this level the excretion increased again. However daily valine intake (DValI) and valine efficiency utilization for gain (ValEUG) present linear effect (P<0,01). The ValEUG increased in a linear way as the digestible valine levels increased in the diet, indicating reduction in the efficiency of valine use. The LRP model (P<0,01), showed reduction of EUValG up to 0,79% of digestible valine. The creatinina was the only blood parameter the sowed a different (P<0,07). The level of 0,748% of digestible valine was the most appropriate, when being considered the retained nitrogen: absorbed nitrogen, for barrows from 15 to 30 kg of body weight / Foram realizados dois experimentos, um de balanço de nitrogênio (BN) e outro de desempenho, para avaliar níveis de valina digestível para suínos machos castrados dos 15 aos 30 kg de peso vivo. Foram utilizados, no BN, 20 suínos, mestiços, machos castrados, com peso vivo inicial de 22,88 ± 1,19kg, distribuídos individualmente em gaiolas de metabolismo, em um delineamento experimental de blocos ao acaso, constituído de cinco tratamentos (0,60; 0,67; 0,74; 0,81; 0,88% valina digestível) e quatro repetições. No experimento de desempenho foram utilizados 40 suínos, machos castrados, mestiços, com peso inicial de 15,49±0,06kg, distribuídos em um delineamento experimental de blocos casualizados com cinco tratamentos (os mesmos), quatro repetições e dois animais por unidade experimental. A excreção de N na urina respondeu de forma quadrática (P<0,05), observando-se redução até o valor de 6,66 g/dia de N, correspondendo ao nível de 0,641% de valina digestível na dieta. A relação N retido:N absorvido apresentou resposta quadrática(P<0,05), indicando nivel ótimo de valina digestível de 0,748%. A excreção total de N apresentou efeito quadrático (P<0,05), em função dos níveis de valina, sendo reduzida até o nível de 0,730% de valina digestível na dieta, e a partir deste nível a excreção aumentou novamente. O CDVal e a EUValG apresentam efeito linear (P<0,01). A EUValG aumentou de forma linear à medida que se aumentou os níveis de valina digestível, indicando redução na eficiência de utilização da valina. O modelo LRP (P<0,01), mostrou redução da EUValG até 0,79% de valina digestível. Dentre os parâmetros sanguíneos avaliados somente a creatinina apresentou resposta (P<0,07). Conclui-se que o nível de 0,748% de valina digestível foi o mais adequado, ao se considerar o nitrogênio retido: nitrogênio absorvido, para suínos machos castrados dos 15 aos 30 kg de peso vivo