Considerando que o milho não responde somente ao nitrogênio (N) mineral aplicado, mas também ao N total no solo, ao sistema de cultura que antecede a semeadura, à relação C/N das espécies precedentes e ao tipo de preparo do solo, faz-se necessário quantificar as respostas da cultura, em aspectos relacionados à fotossíntese, ao crescimento e à produção, baseando-se na quantidade de N disponível. Neste enfoque, foram conduzidos experimentos de campo para quantificar o N disponível ao milho em função de diferentes sistemas de preparo de solo, sistemas de cultura e doses de N mineral. Avaliou-se o efeito de diferentes níveis de N disponível sobre o rendimento de grãos, a produção de matéria seca aérea (MS), o índice de área foliar (IAF), o teor de N na planta, o teor de N foliar, o teor de clorofila e a taxa fotossintética do milho. Avaliou-se, também, a interação entre diferentes níveis de N e água sobre o teor de clorofila, a condutância estomática, o potencial de água na folha e a taxa fotossintética do milho. As avaliações foram feitas em sistemas de plantio direto e de preparo convencional, associados aos sistemas de cultura A/M – aveia/milho, V/M – vica/milho e A+V/M+C – aveia+vica/milho+caupi, com doses entre 0 e 180 kg ha-1 de N mineral e em tratamentos com e sem irrigação. Os tratamentos com A/M apresentaram menor quantidade de N disponível (entre 27 e 123 kg ha-1) e aqueles com leguminosas (V/M e A+V/M+C) tiveram quantidades superiores (entre 50 e 147 kg ha-1). A disponibilidade de N influenciou o IAF, o teor de N na planta, a MS e o rendimento de grãos, com valores inferiores nos tratamentos com menor quantidade de N disponível. As menores taxas de fotossíntese ocorreram nos tratamentos com menores teores de clorofila total, comprovando a dependência da fotossíntese ao teor de clorofila, e de ambos ao teor de N disponível. Condições de restrição hídrica demonstraram maior influência sobre a taxa de fotossíntese e a condutância foliar, do que a disponibilidade de N.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:56:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326995.pdf: 1891845 bytes, checksum: 01f58062253976899df2c994526165dd (MD5) Previous issue date: 2014 / O elevado uso de fertilizantes na agricultura vem ocasionando diversos problemas ambientais, tais como eutrofização de rios e mananciais, volatilização e escoamento superficial. Com o objetivo de diminuir a utilização de fertilizantes na agricultura, principalmente os nitrogenados, tem-se utilizado as bactérias promotoras de crescimento vegetal (BPCV), as quais quando em associação com as plantas, promovem o crescimento através da produção e secreção de fitormônios, proteção do hospedeiro contra fitopatógenos e realizam a fixação biológica de nitrogênio. São encontradas atualmente diversas espécies de BPCV capazes de estabelecer associação com plantas, dentre estas destaca-se Herbaspirillum seropedicae como um importante microrganismo endofítico capaz de estabelecer associação com diversas culturas de importância econômica, tais como milho, arroz, sorgo, trigo e cana de açúcar. A bactéria H. seropedicae cepa SmR1 é um mutante espontaneamente resistente ao antibiótico estreptomicina e teve seu genoma sequenciado e publicado em 2011. Com o avanço na utilização destas bactérias como promotoras de crescimento, métodos para detectar e quantificar a presença destes organismos endofíticos são necessários. Neste sentido, este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de iniciadores específicos para identificação e quantificação da BPCV H. seropedicae cepa SmR1 em plantas de milho inoculadas, através da técnica de PCR em Tempo Real. Foram desenhados dois iniciadores, HERBAS1 e HERBAS2, que foram testados quanto a sua especificidade contra 12 espécies diferentes de bactérias. Após, foram realizadas dez curvas padrões utilizando o iniciador HERBAS1 e diluições seriadas de DNA genômico de H. seropedicae SmR1. Foi obtida eficiência de 91% e coeficiente de correlação de 0,99. O limite de detecção observado foi de 101 cópias (correspondendo a 60,3 fg de DNA bacteriano) de H. seropedicae SmR1. O iniciador HERBAS1 foi utilizado para detecção e quantificação de H. seropedicae SmR1 em raízes de plântulas de milho inoculadas, as quais foram cultivadas in vitro e em potes, e coletadas 1, 4, 7 e 10 dias após a inoculação (DAI). Foi observado para as amostras in vitro um incremento no número de cópias nas amostras analisadas, variando de 107 cópias (um DAI) até 109 (dez DAI). Para o experimento em potes foi observado aproximadamente 106 cópias de H. seropedicae SmR1 nas amostras analisadas. Deste modo, o iniciador HERBAS1 mostrou-se específico para detectar e quantificar H. seropedicae SmR1, e este iniciador poderá ser utilizado para monitorar a interação entre planta-bactéria.<br> / Abstract : The elevated use of fertilizers in agriculture is leading to several environmental problems, such as eutrophication of rivers and lakes, volatilization and run off. Aiming to reduce the amount of fertilizers used in agriculture, mainly the nitrogenous, the plant growth promoting bacteria (PGPB) has been employed, which when associated with crops, promote growth through the production and secretion of phytohormones, protect the host against phytopathogens and perform nitrogen biological fixation. Several PGPB species are found today, which are capable to establish an association with plants, however, Herbaspirillum seropedicae is the one that stands out as an important endophytic microorganism able to create an association with sereval economic importance crops, such as maize, rice, sorghum, wheat and sugar cane. The H. seropedicae bacteria strain SmR1 is a mutant spontaneously resistant to streptomycin antibiotic and had its genome sequenced and published in 2011. With the progress in the utilization of those bacteria as growth promoters, methods to detect and quantify the presence of these endophytic organisms are needed. In this sense, this study aimed the development of specific primers to identification and quantification of the PGPB H. seropedicae strain SmR1 in maize plants inoculated, through the Real Time PCR. Two primer pairs were designed, HERBAS1 and HERBAS2. They were tested regarding its specificity against 12 different species of bacteria. Afterwards, ten standard curves were performed using the HERBAS1 primer pair and serial dilutions of H. seropedicae SmR1 genomic DNA. Efficiency of 91% and correlation coefficient of 0.99 were obtained. The detection limit of 101 copies was observed (corresponding to 60.3 fg of bacterial DNA) of H. seropedicae SmR1. The HERBAS1 primer was used for detection and quantification of H. seropedicae SmR1 in inoculated maize roots, which were cultivated in vitro and in pots, and collected after 1, 4, 7 and 10 days after inoculation (DAI). Was observed for in vitro samples an increase in the copy number in the analyzed samples, ranging from 107 copies (one DAI) until 109 copies (ten DAI). In the pots experiment, was observed approximately 106 copies of H. seropedicae SmR1 in the analyzed samples. Therefore, the primer pair HERBAS1 proved to be sensitive enough to detect and quantify H. seropedicae SmR1, thus this primer pair could be used to monitor the plant-bacteria interaction.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T18:10:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326781.pdf: 1818742 bytes, checksum: c9fcf683a62e94042b732ee609e236e5 (MD5) Previous issue date: 2014 / As rizobactérias promotoras de crescimento vegetal (RPCV) são um grupo de micro-organismos benéficos às plantas devido à sua capacidade de estimular o crescimento vegetal através de vários processos. Uma das mais importantes e estudadas RPCV é a Azospirillum brasilense, uma diazotrófica associada com importantes culturas tais como milho e trigo, a qual possui ampla distribuição geográfica e tem sido usada como organismo modelo para investigar a promoção do crescimento vegetal associativo. Vários mecanismos estão envolvidos na promoção do crescimento vegetal por A. brasilense, entre eles: capacidade de fixação biológica de nitrogênio e à produção de fitormônios, os quais levam à formação de raízes laterais e, consequentemente, à melhor adsorção de água e minerais e, à maior tolerância a estresses, promovendo efeitos positivos sobre os mecanismos de defesa. Neste trabalho foram avaliados parâmetros de crescimento de duas variedades de milho Dekalb 240 (DKB240) e Pioneer 30F53 (P30F53), crescimento bacteriano nas raízes e perfil de proteínas em uma variedade (P30F53) quando as plântulas foram crescidas in vitro. Realizou-se a detecção e quantificação por PCR em tempo real de A. brasilense em plântulas de duas variedades de milho. Os iniciadores foram desenhados e sua especificidade foi verificada usando DNA de 12 diferentes espécies de bactérias. Os resultados dos experimentos de qPCR apresentaram valores dentro da variação aceitável para qPCR, eficiência média de 95% e coeficiente de correlação de 0,98, indicando que o gene nifA é adequado para a análise quantitativa do genoma alvo bacteriano. O número de cópias de DNA bacteriano por grama de massa fresca de raiz aumentou de 3,3 x 106 (1 DAI) para 5,3 x 109 (10 DAI) quando raízes inoculadas de milho da variedade DKB240 foram analisadas e, da mesma maneira, variando de 6 x 106 (1 DAI) para 6,8 x 109 (10 DAI) na variedade P30F53 quando cultivadas in vitro. Os iniciadores desenvolvidos visando nifA serão úteis para monitorar Azospirillum brasilense FP2 em culturas no sistema solo-planta. Comparando-se plântulas da variedade P30F53, controle e inoculadas com A. brasilense FP2, foram encontradas diferenças significativas 7 dias após a inoculação (DAI) em 7 dos 8 parâmetros avaliados (massa fresca e tamanho da folha, massa fresca e tamanho da raiz principal, número de raízes laterais, massa fresca e número de raízes adventícias e massa fresca total das raízes). A observação de raízes através da microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou que A. brasilense FP2 se liga à superfície radicular, tanto na região do ápice quanto do terço médio, e podem ser encontradas como células simples ou agregadas. A análise do perfil de proteínas, obtido através da técnica de eletroforese bidimensional (2DE), revelou 46 spots diferencialmente acumulados em raízes de milho da variedade Pioneer 30F53 inoculadas com A. brasilense FP2. Os spots foram analisados por espectrometria de massa e três proteínas apresentaram homologia com proteínas hipotéticas de milho e arroz.<br> / Abstract : The plant growth promoting bacteria (PGPB) are a group of microbes beneficial to plants due to its ability to stimulate plant growth by various processes. One of the most important and studied PGPB Azospirillum brasilense is a diazotrophic associated with major crops such as corn and wheat, which widely spread and has been used as a model organism to investigate the associative plant growth promotion. Several mechanisms are involved in the promotion of plant growth by A. brasilense, including: the ability of biological nitrogen fixation and production of phytohormones, which leads to the formation of lateral roots and thus the better absorption of water and minerals, greater tolerance to stress, have positive effects on the mechanisms of defense. In this work, the growth parameters of two varieties of corn Dekalb 240 (DKB240) and Pioneer 30F53 (P30F53), bacterial growth in roots and protein profile in a variety (P30F53) when seedlings were grown in vitro were evaluated. We carried out the detection and quantification by real time PCR A. brasilense seedlings in the two varieties of corn. Primers were designed and their specificity was verified using DNA from 12 different bacterial species. qPCR efficiency and correlation coefficient presented values within the acceptable range for qPCR, average efficiency of 95% and a correlation coefficient of 0.98, indicating that the nifA gene is suitable for the quantitative analysis of target bacterial genome. Bacterial DNA copy number per gram of fresh root increased from 3.3 x 106 (one DAI) to 5.3 x 109 (ten DAI) when inoculated maize roots of DKB 240 variety were analyzed and, in the same way, it ranged from 6 x 106 (one DAI) to 6.8 x 109 (ten DAI) in P30F53 variety when cultured in vitro. The primers developed targeting nifA gene will be useful for monitoring Azospirillum brasilense growth in crops. Comparing control seedlings (variety Pioneer 30F53) inoculated with A. brasilense FP2, significant differences were observed 7 days after inoculation (DAI) in 7 out to 8 evaluated parameters (fresh weight and leaf size, fresh weight and size of the main root, lateral root number, fresh weight and number of adventitious roots and total fresh weight of roots). The observation of roots by scanning electron microscopy (SEM) showed that A. brasilense FP2 binds to the root surface, both in the region of the apex and the middle third, and may be found as single cells or aggregated. Analysis of the protein profile obtained using the technique of two-dimensional electrophoresis (2DE) revealed 46 proteins differentially accumulated in roots of maize (variety Pioneer 30F53) inoculated with A. brasilense FP2. The spots were analyzed by mass spectrometry and three proteins presented homology with hypothetic proteins from corn and rice.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:20:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 330573.pdf: 1832184 bytes, checksum: 736d03877d867489cc66cc941d4fbe55 (MD5) Previous issue date: 2014 / Estudos que abordam os efeitos de Organismos Geneticamente Modificados (OGMs) sobre a abelha Apis mellifera em sua maioria avaliam os efeitos letais por meio de análises laboratoriais com larvas ou abelhas adultas individualmente, as quais são alimentadas com proteína Cry purificada ou pólen Bt. Poucos estudos avaliam os efeitos subletais dos OGMs sobre as abelhas, especialmente os relacionados com a sanidade apícola. O objetivo deste trabalho foi avaliar os eventuais efeitos da alimentação com pólen de milho Herculex® (Evento TC1507) sobre o desenvolvimento das colônias e sobre a sanidade apícola de A. mellifera. Para tanto foram analisados: o comportamento higiênico das abelhas (CH); a infestação de ácaro Varroa destructor e do fungo Nosema ceranae; o desenvolvimento das colônias e a detecção da presença da proteína Cry1F no pólen e nas larvas. O experimento foi realizado no mês de março de 2014 em um apiário localizado no município de Florianópolis -SC-BR. Ao todo foram utilizadas 20 colméias tipo Langstroth. Utilizou-se pólen do milho Herculex, que expressa a proteína Cry1F, e de sua respectiva linha isogênica, plantados na Fazenda da Ressacada - UFSC. O experimento continha quatro tratamentos: alimento contendo pólen Bt, alimento contendo pólen da linha isogênica, alimento não contendo pólen, e testemunha. Para a avaliação das variáveis foram utilizadas as técnicas de perfuração de células de crias operculadas para o comportamento higiênico, contagem de ácaros em abelhas operárias adultas, contagem de esporos de Nosema ceranae em abelhas adultas utilizando câmara de Neubauer (hemocitômetro), avaliação da quantidade de quadros de mel, pólen, crias e quadros com cera alveolada para avaliação do desenvolvimento da colônia. Por fim, foi realizada a detecção e quantificação da proteína Cry1F presente no pólen e nas larvas utilizando a técnica Western Blotting. Em relação ao comportamento higiênico, as colônias alimentadas com pólen Bt registraram a menor porcentagem de retirada de larvas mortas (83%) em relação àquelas alimentadas com os demais alimentos (P<0,05). Colônias alimentadas com pólen do milho Bt demonstraram maior infestação de V. destructor. Não foram verificadas diferenças significativas em relação ao desenvolvimento das colônias e à infestação e N. ceranae. Foi verificada a presença da proteína Cry1F em todas as amostras de larvas das colônias que receberam alimento contendo pólen Bt. A metodologia empregada no presente trabalho, incluindo a metodologia para amostragem, desenho experimental, fornecimento de alimento e procedimentos para análise dos fatores, mostrou-se eficiente para avaliar os possíveis efeitos subletais sobre as abelhas e os possíveis impactos dos OGMs sobre a sanidade apícola.<br> / Abstract : Studies about the effects of genetically modified organisms (GMOs) the honeybee Apis mellifera mostly evaluate lethal effects by means of laboratory testing with larvae or adult bees individually, which are fed with purified protein Cry or Bt pollen. Very few studies assess the sublethal effects of GMOs on bees, especially those related to apiculture health. In this context, the aim of this study was to evaluate the possible effects of feeding with Bt corn pollen (event TC1507, commercially known as Herculex) on the development of the colonies and about the sanity of bee A. mellifera. For both were analyzed: the hygienic behavior of the bees (CH); the infestation of Varroa destructor mite and Nosema ceranae; the development of the colonies and the presence of Cry1F protein in the pollen and larvae. The experiment was accomplished in March 2014 in an Apiary located in the municipality of Florianópolis. In all, was use 20 beehives of type Langstrot. We used corn pollen Herculex, which expresses the Cry1F protein, and its respective key isogenic line, planted at Fazenda da Ressacada-UFSC. The experiment contained four treatments, being they: food containing Bt pollen, food containing isogenic line pollen, food containing no pollen, and witness treatment. Drilling techniques cell operculated pups for analysis of hygienic behavior, counting mites on adult worker bees, counting Nosema ceranae spores in adult bees using a Neubauer cam (hemocytometer), evaluation of the amount frames of honey, pollen, operculated create and larvae cells and frames with beeswax to evaluate development of the colony, and finally, the detection and quantification of Cry1F protein present in pollen and larvae using Western Blotting. Significant differences (P <0.05) were found in relation to hygienic behavior and V. destructor mite infestation. Regarding the hygienic behavior, colonies fed with Bt pollen had the lowest percentage of removal of dead larvae (83%) compared to those fed other diets. As for V. destructor, Bt pollen fed colonies obtained greater infestation, and those subjected to the other treatments no difference. No significant differences were observed in relation to the development of the colonies and the infestation and n. ceranae. It was verified the presence of Cry1F protein in all samples of larvae of the colonies that received food containing Bt pollen. The methodology employed in this work, including the methodology for sampling, experimental design, supply of food and procedures for analysis of factors, has proved efficient to assess the possible sublethal effects on bees and possible impacts of GMOs on the apiculture health.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:47:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 330218.pdf: 3019982 bytes, checksum: 936bab01eb84e1848849844e7b452ecf (MD5) Previous issue date: 2014 / Uma alternativa para garantir a produtividade de grãos de milho em sistemas de produção de pequena escala com baixo uso de insumos aponta para o cultivo de variedades de polinização aberta. Nesse sentido, a população composta local de milho MPA1, proveniente da região Oeste de Santa Catarina, foi selecionada para ser usada como população-base de um processo cíclico de melhoramento genético participativo. Os parâmetros estatístico-genéticos estimados para as populações derivadas de MPA1 indicaram que os esforços com a seleção para o aumento da produtividade de grãos também contribuíram para elevar a estatura de planta. Por essa razão, a introgressão do gene br2 derivado da população Piranão-VD2 foi a estratégia adotada para reduzir a estatura da população MPA1-C1, resultante do primeiro ciclo de seleção recorrente. Diante disso, o objetivo desse trabalho foi (i) verificar a eficiência de dois ciclos de seleção pelo esquema de seleção recorrente convergente-divergente de famílias de meio-irmãos (SRCDFMI); (ii) avaliar o potencial das populações derivadas de MPA1, com 50 % (F2) e 25 % (RC1F2) do background genético de Piranão-VD2, para o desenvolvimento de populações melhoradas; (iii) orientar as estratégias de seleção para o programa de melhoramento genético da população MPA1 com e sem br2. Para tanto, foram conduzidos experimentos em quatro agroecossistemas de SC, na safra 2012/2013, onde foram avaliados caracteres fenológicos, morfológicos, e agronômicos (pré-colheita e pós-colheita). O esquema de seleção convergente-divergente praticado para aumento de rendimento de grãos proporcionou efeitos indiretos na posição relativa da espiga, diâmetro médio de colmo, quantidade de raízes adventícias e número de fileiras de grãos na população MPA1-C1, e para no peso de mil grãos, na população MPA1-C2, resultante do segundo ciclo de seleção. Na análise conjunta dos experimentos, a média de produtividade das populações MPA1-C1 e MPA1-C2 foi de 5,67 a 5,70 t ha-1, respectivamente. A ausência de incrementos significativos na produtividade de grãos nas populações resultantes dos dois ciclos de seleção pelo esquema SRCDFMI pode ser explicada, em parte, pela intensidade de seleção branda aplicada nos primeiros dois ciclos e, por outro lado, pelo reduzido número de ciclos de seleção praticados até o momento. Por isso, maiores pressões de seleção para o aumento da produtividade de grãos deveriam ser praticadas nos próximos ciclos. Para as populações derivadas de MPA1 com 25% e 50% do background genético de Piranão-VD2 e o genitor recorrente (MPA1-C1), a altura média de planta variou de 2,24 a 2,27 m, respectivamente. Na análise conjunta dos experimentos, a média de produtividade variou de 4,87 a 5,67 t ha-1para esses mesmos tratamentos. A recuperação do genitor recorrente na população segregante RC1F2 com 75% dos genes de MPA1-C1 permitiu que os valores médios de produtividade de grãos fossem restabelecidos, indicando que esta população parece ser a mais apropriada para os próximos ciclos de seleção recorrente intrapopulacional. A população MPA1-C0, assim como as populações derivadas dos dois ciclos de seleção (MPA1-C1 e MPA1-C2) e as populações F2 e RC1F2, não apresentaram efeitos significativos de interação genótipo X ambiente para a produtividade de grãos e seus principais componentes de rendimento. Em decorrência do bom desempenho registrado para essas variáveis, os tratamentos mostraram-se adaptadas aos distintos locais em que foram avaliados.<br> / An alternative to ensure maize grain yield in small-scale production systems using low input is the use of open-pollinated varieties. Therefore, the MPA1 maize population, from the west region of Santa Catarina, was selected as the base population of a cyclical process of participatory breeding. The genetic-statistic parameters estimated for the MPA1-derived populations showed that efforts for selection to increase grain yield also contributed to raise plant height. For this reason, the introgression of the br2 gene derived from the Piranão-VD2 population was the approach performed to reduce the height of MPA1-C1 population, resulting from the first cycle of recurrent selection. The aims of this study were (i) to verify the efficiency of two cycles of selection by the convergent-divergent half-sib family recurrent selection (SRCDFMI); (ii) to assess the potential of the MPA-derived populations with 50% (F2) and 25% (RC1F2) of the genetic background of Piranão-VD2 for the development of improved population; (iii) to guide selection strategies for the genetic improvement program of MPA1 population using or not br2 gene. For this purpose, experiments were conducted in four agroecosystems in the state of Santa Catarina, during the 2012/2013 harvesting. Phenological, morphological and agronomic (pre-harvesting and post-harvesting) parameters were evaluated. The convergent-divergent selection used to increase yield caused indirect effects on the relative position of the ear, the stem diameter, the number of adventitious roots and the number of rows of kernels per ear of the MPA1-C1 population, as well as on the weight of a thousand grain of the MPA1-C2 population. Analyzing the experiments, the average yields of MPA1-C1 and MPA1-C2 range from 5.67 to 5.70 t ha-1, respectively. The absence of significant raise in grain yield in populations resulting from two cycles of selection by the SRCDFMI scheme can be explained, in part, by the moderate selection applied in the first cycles and, also, by the small number of selection cycles practiced until now. Thus, higher selection pressures for raising grain yield should be practiced in the next cycles. For MPA1-derived populations with 25% and 50% of the Piranão-VD2 genetic background and MPA1-C1 as recurrent parent, the average plant height ranged from 2.24 to 2.27 m and the average yield ranged from 4.87 to 5.67 t ha-1. The recovery of the recurrent parent in the RC1F2 segregating population having 75% of MPA1-C1 genes allowed the average values of grain yield be restored, indicating that this population is more suitable for the next cycles of intrapopulation recurrent selection. The MPA1-C0 population as well as populations derived from the two cycles of selection (MPA1-C1 and MPA1-C2) and the RC1F2 and F2 populations showed no significant genotype X environment interaction for grain yield and their main components of yield. The good performance observed for these variables showed that the treatments were adapted to the different environments.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-09-22T04:02:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334808.pdf: 1815948 bytes, checksum: 0b23f59cf1fb94accd8260e25116e6d3 (MD5) Previous issue date: 2014 / As variedades de milho crioulo são cultivadas e conservadas principalmente por pequenos agricultores, possuindo características intrínsecas que as distinguem das demais variedades. Os riscos são para as variedades crioulas que estão coexistindo com híbridos Geneticamente Modificados (GMs) e não GMs, e mesmo sabendo que não há barreiras biológicas para o fluxo gênico entre as diferentes variedades de milho (híbridas/GMs e crioulas), estas podem existir nas proximidades, e, portanto, ocorrer o fluxo gênico. O objetivo desta dissertação foi estudar os efeitos da presença de transgenes (eventos TC1507 e TC1507 + NK603) por meio de um screening inicial dos principais grupos funcionais de grãos inteiros e suas partes (degerminados e embriões), em híbridos isogênicos de milho transgênicos (GM) e não transgênicos (NGM) isolados e associados a populações portadoras de diferentes proporções de background genético de variedade crioula Rosado-Rajado (RS). Estas últimas foram geradas para simular contaminações gradativas e recorrentes, proporcionadas pelo pólen dos híbridos sobre a variedade RS por fluxo gênico. Para tanto, foram geradas populações com distintos backgrounds genéticos (25, 50 e 75%) entre o milho GM e a sua versão não GM sobre a variedade crioula RS. Inicialmente, foram realizadas confirmações de ausências prévias de fluxo gênico de híbridos GMs sobre a variedade crioula RS, confirmações das identidades dos híbridos GMs e a efetividade dos cruzamentos realizados. Foram comparados os perfis metabólicos de grãos inteiros, degerminados e embriões dos híbridos isogênicos GMs e não GM, da variedade crioula RS e das progênies portadoras de 25%, 50% e 75% de genes de RS, em combinação com cada um dos três híbridos isogênicos, por meio da análise de infravermelho médio com transformada de Fourier por reflectância difusa (DRIFTS) e de estatística multivariada (PCA e agrupamento). As análises dos grupos funcionais carboidratos, proteínas, lipídios e poli(fenóis) formaram agrupamentos dissimilares, dependendo do tecido vegetal analisado e do híbrido isogênico envolvido. Nas análises de carboidratos e proteínas de grãos inteiros, observou-se um efeito gradativo de distanciamento entre tratamentos, ou seja, as populações com proporção média de genes 25% RS e 50% RS estiveram mais próximas ao genitor GMHR (Geneticamente modificada  evento TC1507 + NK603), nessa ordem, assim como apenas a população 75% RS agrupou-se ao genitor RS. Nas análises de grãos degerminados, os grupos funcionais constituídos pelos carboidratos, proteínas e lipídios não foram bons indicadores para detectar efeito da presença de transgenes, a partir da análise de híbridos isogênicos. Estes grupos funcionais também não foram adequados para acompanhar às mudanças decorrentes das contaminações recorrentes da variedade crioula por pólen de milhos GMs. Os grupos funcionais constituídos pelas proteínas e lipídios em embriões foram satisfatórios para detectar o efeito da presença de transgenes, diferenciando híbridos isogênicos com e sem transgenes, assim como estes em relação à variedade crioula RS. Procedimentos metabolômicos, combinado com análise multivariada, possibilitou um screening inicial rápido de milhos GMs e suas contrapartes convencionais, incluindo variedades crioulas contaminadas com pólen GM por fluxo gênico.<br> / Abstract : Maize landrace varieties are grown and maintained mainly by small-scale farmers and possess intrinsic characteristics that distinguish them from other varieties. The risks are that the landraces are coexisting with hybrid genetically modified (GM) and non-GM, and even though there is no biological barriers to gene flow between the different varieties of maize (hybrid / GMs and landraces), these may exist in nearby, and therefore gene flow occur. This work aimed to study the effects of the presence of transgenes (events TC1507 and TC1507 + NK603) through an initial screening of the major functional groups of whole grains and its parts thereof (degerminated and embryos) from isolated isogenic hybrids (GM and non-GM) and associated with populations that carry different proportions of genetic background of the landrace Rosado-Rajado (RS). Thus, populations with different genetic backgrounds were generated (25%, 50% and 75% RS genes) through intercrossing the GM hybrids and its non-GM version with the variety RS. Previous absences of gene flow from GM hybrids on the variety RS were performed as well as the identities of GM hybrids and the effectiveness of the performed populations. The metabolic profiles of whole grains, degerminated and embryos of the isogenic hybrids GM and non-GM, variety RS and progenies carrying 25%, 50% and 75% RS genes were compared with each of the three isogenic hybrids through mid-infrared Fourier transform analysis by diffuse reflectance (DRIFTS) and multivariate analysis (PCA and cluster). The analyses of functional groups - carbohydrates, proteins, lipids and poly(phenols) - formed dissimilar groups depending on the analyzed plant tissue and isogenic hybrid. In the analysis of carbohydrates and proteins in whole grain, it was observed a gradual effect of distancing between treatments; thus, populations carrying genes of RS - mean proportion of 25% and 50% - were closer to the parent GMHR (genetically modified  event TC1507 + NK603), as well as only the population 75% RS grouped with the RS parent. In degerminated grain analyses, carbohydrates, proteins and lipids were not good indicators to detect effect of the presence of transgenes, based on analysis isogenic hybrids. These functional groups also were not proper to follow the changes resulting from recurrent contamination promoted through GM pollen on RS variety. On de order hand, proteins and lipids in embryos were satisfactory functional groups to detect the effect of the presence of transgenes, differentiating isogenic hybrids, as well as these in relation to RS variety. Metabolomic procedures, combined with multivariate analysis enabled a rapid initial screening of GM maize and their conventional counterparts, including landraces, which were contaminated with GM pollen by gene flow.

O uso de modelos matemáticos regionalmente parametrizados permite avaliar no tempo o impacto de sistemas de manejo sobre a dinâmica do C e N do solo. Com este objetivo, ajustou-se um modelo exponencial unicompartimental aos dados de um experimento de longa duração, instalado em 1985 em um ARGISSOLO VERMELHO Distrófico (PVd), na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul, (RS). O experimento constitui-se de três métodos de preparo (convencional-PC, reduzido-PR e plantio direto-PD), três sistemas de cultura (aveia/milho-A/M, vicalmilho-V/M e aveia+vica/milho+caupi-A+V/IVI+C) e duas doses de N mineral no milho (0 kg ha-1 -0 N e 180 kg ha-1 -180 N). As adições anuais de C pelos sistemas de cultura, médias dos preparos de solo, variaram entre 4,17 Mg ha-1 em A/M O N e 8,14 Mg ha-1 em A+V/M+C 180 N. As adições anuais de N, incluindo a fertilização nitrogenada, variaram de 40 a 283 kg ha-1 nos mesmos tratamentos. Utilizando-se as taxas anuais médias de adição de C e N ao solo (kiA) e os conteúdos destes elementos no solo em 1985, 1990, 1994 e 1998, ajustou-se o modelo, obtendo-se as respectivas taxas de perda (k2). Estas variaram para o CO de 0,0270 ano-1 no PD até 0,0494 ano-1 no PC e, para o NT, de 0,0180 ano -1 no PD A/M O N até 0,0900 ano-1 no PC A+V/M+C 180 N. Utilizando os parâmetros obtidos estimou-se valores na estabilidade de carbono (Ce) e nitrogênio (Ne) no solo de 17,17 Mg ha-1 e 1.400 kg ha-1 para PC A/M O N e em 58,00 Mg ha-1 e 4.583 kg ha-1 para PD A+V/M+C 180 N, respectivamente. Os tratamentos de manejo com baixo revolvimento e alta adição de resíduos contribuíram para o acúmulo de CO e NT no solo. A presença de leguminosas nos sistemas de cultura e a adição de N mineral favoreceram o aumento nas adições de resíduos e contribuíram para compensar parte das perdas de CO e NT no solo sob PC e para aumentar os estoques sob preparos conservacionistas (PR e PD). / Mathematical models locally adjusted can be used to estimate the management effect on soil C and N dynamics. With this objective, one single compartment exponential model was adjusted to data obtained in a long-term experiment started in 1985, on a PALEUDULT soil, at the Experimental Station of t he Federal University of Rio Grande do Sul, in Eldorado do Sul, RS, Brazil. The experiment comprises three soil tillage systems (conventional-CT, reduced-RT and no tillage-NT), three cropping systems (oats/corn-O/C, vetch/corn-V/C and oats+vetch/corn+cowpea-O+V/C+Co) and two rates of mineral N (0 (ON) and 180 kg ha-1 ofN (180N)) applied to cora The annual C additions by the crop systems, average over soil tillage, varied from 4.17 Mg ha-1.year-1 in the 0/C ON to 8.14 Mg ha-1.year-1 in the O+V/C+Co 180N. The annual N additions, including N fertilization, ranged from 40 to 283 kg ha-1 in the same treatments. Using this annual C and N additions and the soil C and N for the years of 1985, 1990, 1994 and 1998, the model was adjusted and the loss rates (k2) were obtained. This coefficients varied for C from 0.0270 year-1 in the NT up to 0.0494 year-1 in the CT. For N the coefficient (k2) varied from 0.0180 year-1 in the NT 0/C ON to 0.0900 year-1 in the CT 0+V/C+Co 180N. Using this parameters in the model, the estimated values of Ce and Ne were 17.17 Mg ha-1 and 1,400 kg ha-1 for CT 0/C ON and 58 Mg ha-1 and 4,583 kg ha-1 for NT 0+V/C+Co 180N. The conservation tillage and cropping systems with high residue addition increased C and N in the soil. The presence of legume crops in the crop system and the mineral nitrogen addition increased the crop residue addition and compensated the soil C and N losses under CT and increased its amount in soil under conservation tillage.

Lixiviados de centrais de resíduos industriais podem ser nocivos ao meio ambiente caso sejam lançados inadequadamente em mananciais hídricos, mas podem ser tratados e utilizados na agricultura com o aproveitamento dos nutrientes e de material orgânico. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes doses de lixiviado tratado nas propriedades químicas e eletroquímicas do solo, na dinâmica de nutrientes e elementos no solo e no rendimento de milho, arroz irrigado e milheto. Foram realizados estudos nas dependências do Departamento de Solos da UFRGS, onde a concentração do lixiviado tratado foi a principal variável. No primeiro estudo, avaliou-se o efeito da irrigação com lixiviado em atributos químicos de solo degradado, de percolado, nos teores de argila dispersa em água e na nutrição e produção de biomassa vegetal de plantas de milho. No segundo estudo, avaliou-se o rendimento e a absorção de nutrientes pelo arroz irrigado com lixiviado industrial tratado. No terceiro estudo analisaram-se as alterações eletroquímicas da solução do solo cultivado com arroz irrigado com lixiviado. No quarto estudo, avaliaram-se as alterações químicas de três solos bem como produção de biomassa vegetal e aspectos nutricionais de plantas de milheto irrigado com lixiviado. No estudo 1, a irrigação com lixiviado aumentou os teores de P, Na e CE no solo degradado, não alterou o desenvolvimento de milho, aumentou a absorção de macronutrientes à exceção de Ca e Mg e aumentou boa parte dos nutrientes, Na, a CE e DBO5. Para o arroz, a irrigação com lixiviado aumentou a salinidade do solo e os nutrientes em solução e no tecido, porém, o lixiviado em proporções crescentes, diminuiu o rendimento de grãos. A irrigação com lixiviado na cultura do milheto aumentou os teores de Na e K nos solos e no tecido das plantas, além do N no tecido. Mesmo com altos teores de Na nos solos desse estudo, não se verificaram alterações nos teores de argila dispersa em água. O gesso agrícola não teve efeito na lixiviação de Na e as chuvas lixiviaram a maior parte do Na. Dessa forma, a aplicação do lixiviado industrial pode ser uma fonte de nutrientes para o sistema solo-planta e uma alternativa ecológica de disposição de efluentes, desde que sejam monitorados os níveis de sódio. / Waste plant Leachates can be harmful to the environment if they are improperly discharged in water bodies, but can be treated and used in agriculture as a source of nutrients and organic material. The aim of this work was to evaluate the effect of different doses of treated leachate in the soil chemical and electrochemical properties, dynamic of soil nutrients and elements and yield of maize, rice and millet. All studies performed used different concentration of the treated leachate as the main variable. The first study assessed the effect of leachate irrigation on the chemical properties of a degraded soil, leachate and plants. The second study assessed the yield and nutrient uptake by rice irrigated with leachate. In the third study the electrochemical changes on soil solution was analyzed after leachate irrigation. The fourth study evaluated the chemical changes of three soils and nutritional aspects of millet plants irrigated with leachate. Maize irrigation with leachate increased the levels of P, Na and EC in the degraded soil, did not alter the growth of corn, and increased macronutrients uptakes except for Ca and Mg. Rice irrigation with leachate increased salinity, nutrients in solution and in tissue and decreased grain yield. Millet irrigation with leached increased levels of Na and K in soils and plant tissue, and N in the tissue. Gypsum had no effect and the rains leach most of the Na. The industrial leachate can be a major source of nutrients to the soil but sodium levels require some monitoring.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9764_Fernando Silva Betim.pdf: 1495331 bytes, checksum: b41448f270e426dc58753a0014c5f3ab (MD5) Previous issue date: 2016-03-28 / Os resíduos sólidos urbanos (RSU) em grandes lixões são um dos maiores problemas urbanos atuais. Dentre os produtos gerados, há o chorume, um contaminante derivado de processos físicos, químicos e bioquímicos da decomposição do RSU, que, no geral, é composto de matéria orgânica dissolvida, compostos orgânicos xenobióticos, macrocomponentes inorgânicos e metais altamente tóxicos. Dentre os possíveis tratamentos, destaca-se a eletrocoagulação. Após este tratamento, resta-se um lodo, no qual há matéria orgânica e diversos nutrientes, altamente importantes para a agricultura. O presente trabalho avaliou a utilização do lodo gerado nesse tratamento como fonte de nutrientes no crescimento inicial de milho. Dose equivalentes a 0, 5, 10, 20, 30 e 40 t ha-1 foram aplicadas em um latossolo e, após 30 dias, o milho foi semeado, sendo colhido após 30 dias. Utilizando-se as técnicas de ICP-OES e FAAS, foi verificado o aumento da disponibilidade de Na, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu e Zn, no solo, e redução da fração tóxica do Al no mesmo. Já nas folhas de milho, observou-se aumento nos teores de Na, K, Mn e Fe, e redução do Ca e Mg. Não foram observados aumentos significativos na massa seca e altura das plantas. Também verificou-se bom linearidade, exatidão e LD e LQ adequados em ambas as técnicas de análise.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e do Desenvolvimento / Made available in DSpace on 2013-06-25T21:52:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 303750.pdf: 2060621 bytes, checksum: ee1b2d096083e28dfeb39421d30a6e79 (MD5) / A pesquisa científica sobre o câncer mostra que a tumorigênese é um processo multifatorial, onde cada evento é o resultado de alterações genéticas e epigenéticas que conduzem as células a uma transformação progressiva, convertendo-as de um padrão de linhagem normal em derivados celulares malignizados. Os produtos naturais de origem vegetal têm sido investigados em função de suas propriedades biológicas, nutricionais e farmacológicas. O conhecimento da biologia e das relações existentes entre determinados metabólitos obtidos de espécies vegetais, e a profilaxia ou terapêutica de doenças, refletem em melhorias na qualidade de vida. Estudos prévios sobre as atividades biológicas de carotenóides e polifenóis obtidos de tecidos de milho, espécie Zea mays, demonstraram a ocorrência de inibição do crescimento tumoral e estímulo à função imune, além de inibição da proliferação celular e indução de apoptose. O presente estudo in vitro avaliou a potencial ação antitumoral de extratos carotenoídico (ECa) e polifenólico (EPf) derivados de folhas de Z. mays da variedade crioula Rajado 8 Carreiras. A cromatografia líquida de alta eficiência revelou a presença de luteína e ácido clorogênico como compostos majoritários de EC e EPf, respectivamente. Foram avaliados a citotoxicidade dos extratos foliares ECa e EPf e dos compostos puros ?-caroteno (?C), luteína (Lut), ácido gálico (AG), ácido cafeico (AC) e ácido ferúlico (AF) sobre quatro linhagens neoplásicas e uma linhagem não-neoplásica. Além disso foram avaliados os efeitos de ambos os extratos e de compostos puros sobre a morfologia, proliferação e adesão de células da linhagem B16F10. Ambos os extratos e os compostos puros, com exceção do AF, reduziram a viabilidade (método colorimétrico do MTT) de todas as linhagens de células tumorais sob estudo. No entanto, a única linhagem não-neoplásica, de fibroblasto de camundongo (L929), foi a menos susceptível, tendo, inclusive, apresentado um aumento (ao invés de redução) de 10% na viabilidade celular no grupo tratado com Lut (0,5 µg/mL). Além disso, ambos os extratos e os compostos ?C, e Lut (principalmente) causaram efeito citotóxico tempo-dependente (12 - 48 h) sobre a linhagem celular B16F10. Os ECa e EPf (5 µg/mL) também produziram alterações na morfologia (diminuição do espraiamento) e, após 24 h de exposição, induziram morte apoptótica nas células dessa linhagem. Os resultados do ensaio de BrdU mostraram que ECa e EPf (5 µg/mL, 24h) não inibiram a proliferação celular. Em um ensaio complementar, confirmou-se que ambos os extratos bloquearam a proliferação celular em até 99,5%; quantificada com base na capacidade de formar colônias (ensaio de clonogenicidade). Os ensaios de imunocitoquímica para detecção de actina e vinculina mostrou ocorrência de alterações nessas microestruturas evidenciadas pela distribuição dos pontos de adesão das células B16F10 expostas aos extratos (ECa e EPf). Com estes resultados sugere-se que os extratos de carotenóides e de polifenóis sob estudo teriam promovido alterações na estrutura do citoesqueleto (refletidas na morfologia celular), mais do que efeitos específicos nos mecanismos de viabilidade, migração e proliferação celular, os quais seriam uma consequência daquelas alterações. / The scientific research about cancer shows that the tumorigenesis is a multifactorial process, where each event is the result of genetics and epigenetic alterations that conduct the cells to a progressive transformation, converting them from a pattern of normal line to maligned cell derivatives. The natural products have been investigated because of their biological, nutritional and pharmacological properties. The knowledge of the biology and the existing relations between determined metabolites obtained from vegetal species and the prophylaxy or therapy of diseases, reflect in life quality improvement. Previous studies on the biological activities of carotenoids and polyphenols obtained from maize tissues, species Zea mays, demonstrate occurrence of tumor growth inhibition and stimulation of the immune function, beyond the inhibition of cell proliferation and apoptosis induction. This study in vitro evaluated the potential antitumoral action of carotenoidic (ECa) and polyphenolic (EPf) extracts derived from leaves of Z. mays of the creole mayze variety Brindle 8 Careers. The high performance liquid chromatography revealed that lutein and chlorogenic acid were the major compounds of the ECa and EPf, respectively. It was evaluated the cytotoxicity of the extracts ECa and EPf and the pure compounds â-carotene (âC), lutein (Lut), gallic acid (AG), caffeic acid (AC) and ferulic acid (AF) assaying four neoplastic cell lineages and also a non-neoplastic cell line. Besides, the effects of treatment with the extracts and some pure compounds were evaluated on the morphology, proliferation and adhesion of the B16F10 cell line. Both the extracts and pure compounds, with the exception of AF decreased the viability (MTT colorimetric method) in all the cell lineages under study. However, the only cell line non-neoplastic (mice fibroblasts; L929 cells) was the less susceptible, showing an 10 % increase (instead of increasing) in the viability of the cell group treated by Lut (0.5 ìg/mL). Moreover, both the extracts and the pure compounds âC, AG and Lut (mainly) caused time-dependent cytotoxic effects (12 - 48h) in the B16F10 cell line. Eca and EPf (5 ìg/mL) also afforded morphological alterations (spreading decrease) and, after 24 h of exposure, those extracts induced apoptotic death in the B16F10 cells. The results attained by means of the BrdU assay show that ECa and EPf (5 ìg/mL, 24h) did not inhibit cell proliferation. By means of a complementary assay based in the cell capacity to form colonies (clonogenicity), we demonstrated that both the extracts blocked (until 99.5%) the cell proliferation. With these findings we suggest that the extracts of carotenoids and polyphenols under study possibly promoted alteration in the cytoskeleton structure (reflected in the cell morphology) rather than the specific effects in the mechanisms of survival, migration and cell proliferation, which would be a consequence from those alterations.