A taxonomia vegetal atualmente exige um grande esforço dos botânicos, desde o processo de aquisição do espécime até a morosa comparação com as amostras já catalogadas em um herbário. Nesse contexto, o projeto TreeVis surge como uma ferramenta para a identificação de vegetais por meio da análise de atributos foliares. Este trabalho é uma ramificação do projeto TreeVis e tem o objetivo de identificar vegetais por meio da análise do corte transversal de uma folha ampliado por um microscópio. Para tanto, foram extraídas assinaturas da cutícula, epiderme superior, parênquima paliçádico e parênquima lacunoso. Cada assinatura foi avaliada isoladamente por uma rede neural pelo método leave-one-out para verificar a sua capacidade de discriminar as amostras. Uma vez selecionados os vetores de características mais importantes, os mesmos foram combinados de duas maneiras. A primeira abordagem foi a simples concatenação dos vetores selecionados; a segunda, mais elaborada, reduziu a dimensionalidade (três atributos apenas) de algumas das assinaturas componentes antes de fazer a concatenação. Os vetores finais obtidos pelas duas abordagens foram testados com rede neural via leave-one-out para medir a taxa de acertos alcançada pelo sinergismo das assinaturas das diferentes partes da folha. Os experimentos consitiram na identificação de oito espécies diferentes e na identificação da espécie Gochnatia polymorpha nos ambientes Cerrado e Mata Ciliar, nas estações Chuvosa e Seca, e sob condições de Sol e Sombra / Currently, taxonomy demands a great effort from the botanists, ranging from the process of acquisition of the sample to the comparison with the species already classified in the herbarium. For this reason, the TreeVis is a project created to identify vegetal species using leaf attributes. This work is a part of the TreeVis project and aims at identifying vegetal species by analysing cross-sections of leaves amplified by a microscope. Signatures were extract from cuticle, adaxial epiderm, palisade parenchyma and sponge parenchyma. Each signature was analysed by a neural network with the leave-one-out method to verify its ability to identify species. Once the most important feature vectors were selected, two different approachs were adopted. The first was a simple concatenation of the selected feature vectors. The second, and more elaborated approach, consisted of reducing the dimensionality (three attributes only) of some component signatures before the feature vector concatenation. The final vectors obtained by these two approaches were tested by a neural network with leave-one-out to measure the correctness rate reached by the synergism of the signatures of different leaf regions. The experiments resulted in the identification of eight different species and the identification of the Gochnatia polymorpha species in Cerradão and Gallery Forest environments, Wet and Dry seasons, and under Sun and Shadow constraints

Biologiska processer hos olika organismer påverkas av ultraviolett-B-strålning (UV-B). Kunskapen om förändringar i UV-B-flödet som nått planetens yta under det geologiska tidsspann sedan flercelligt liv uppstod är dock begränsad. Följaktligen har olika biologiska proxies använts som ett sätt att försöka rekonstruera UV-B-flödet som når jordens yta. Växter reagerar på fluktuationen av UV-B genom att variera produktionen av fenolföreningar såsom parakumarsyra (pCA) och ferulinsyra, och därför kan dessa beståndsdelar användas som UV-B-proxys. UV-B-absorberande föreningar (UAC) finns i växternas yttersta skikt, den så kallade kutikulan men även i pollen och sporer, vilka oftaär välbevarade i det geologiska arkivet. Ändå är användningen av kutikula som UV-B-proxy inte lika undersökt. Därför syftar denna magisteruppsats till att analysera kemiska förändringar i fossila växters från trias – jura-gränsen (c. 200 miljoner år gamla)  och deras potential som UV-B-proxys. Eftersom de fossila löven behövde rengöras från sediment och från förkolnat mesofyll, gjordes också en analys av de kemiska förändringarna som orsakades av de olika rengöringsstegen. Icke-destruktiva tekniker, som mikro-FTIR och konfokalt Raman-mikroskop, användes för analysen. Försöken visade att analysen endast kunde utföras med mikro-FTIR på grund av den höga auto-fluorescensen hos de fossila bladen  vilketförhindrade analys med Raman. Signifikanta förändringar orsakades då Schulzes reagens användes för borttagning av mesofyllet, vilket ledde till nitrering av kutikulan. Ett mindre aggressivt och mer hållbart alternativ till denna process har visat sig vara väteperoxid, vilket orsakade mindre förändringar av den fossila kutikulans kemiska sammansättning. Dessutom upptäcktes indikation på förekomst av UAC endast i Ginkgoites regnellii, vilket indikerar att eventuell nedbrytning av dessa föreningar inträffade under diagenesen av de andra analyserade fossilerna. / Biological processes of different organisms are impacted by ultraviolet-B radiation (UV-B). However, knowledge about alterations in the UV-B flux reaching the planet’s surface during the geological past is limited. Consequently, different biological proxies have been used as an approach to attempt reconstructing the UV-B flux reaching Earth’s surface. Plants respond to the fluctuation of UV-B by varying the production of phenolic compounds such as p-coumaric acid (pCA) and ferulic acid, and therefore these constituents can be used as UV-B proxies. UV-B-absorbing compounds (UACs) can be found in the cuticle, pollen, and spores, which are all well-preserved in the geological record. Nevertheless, the use of cuticles as UV-B proxy is not as explored. Hence, this Master’s thesis aimed to analyse chemical changes in the plant cuticles from the Triassic–Jurassic boundary and their potential as UV-B proxies. Moreover, as the cuticles needed to be cleaned from rocks and isolated from coalified mesophyll, an analysis of the chemical changes caused by the cleaning steps was also done. Non-destructive techniques, as micro-FTIR and confocal Raman microscope, were used for the analysis.  Yet, the analysis could only be conducted with micro-FTIR due to auto-fluorescence of the leaves preventing success with Raman. Main changes during the cleaning steps were caused using Schulze’s reagent, which led to nitration of the cuticles. A less aggressive and more sustainable alternative to this process is shown to be hydrogen peroxide, which caused minor alteration of the fossil cuticle’s chemical composition.  Moreover, indication of the presence of UACs was detected only in Ginkgoites regnellii, indicating that possible degradation of these compounds occurred during diagenesis of the other fossils analysed.

Des observations macroscopiques et microscopiques sur les plantes actuelles et fossiles ont été effectuées. Sur les plantes actuelles ont été effectué des observations relativement aux effets des gaz volcaniques sur l’ultrastructure des cuticules de Pinus halepensis et de Erica arborea récoltés dans l’aire volcanique des Campi Flegrei, Italie. Les observations conduites au TEM sur les cuticules de P. halepensis, influencé et non influencé par les gaz volcaniques, ont montré que : 1) l'épaisseur totale de la CM (cuticule) + CW (paroi pectocellulosique) ne subit pas de variations significatives d'épaisseur ; 2) la cuticule des aiguilles influencée par les gaz volcaniques montre une accumulation d’oxalate de calcium ainsi que 3) un réarrangement des fibrilles disposées parallèlement à la surface. Les observations conduites sur E. arborea ont permis de 1) constater que les épaisseurs totales des cuticules, influencées ou non par les gaz, sont significativement différentes ; 2) en présence de gaz volcaniques la couche externe A2 subit un accroissement d’épaisseur significatif. Par rapport aux macro-restes végétaux fossiles, les localités du Crétacé de Cusano Mutri et Pietraroja ont été étudiées. Le première site fossilifère a permis 1) d’identifier plusieurs taxa appartenant aux conifères; 2) de décrire une nouvelle espèce de conifère: Frenelopsis cusanensis; 3) de trouver l’angiosperme ancestrale Montsechia vidalii. L’étude taxonomique a permis de décrire des entités typiques de la Province Euro-Sinienne. L’étude sédimentologique et systématique montre un climat plutôt tropical-subtropical, des abondants fusains montrant des incendies naturels. / Macroscopical and microscopical observations on extant and fossil plants have been made. Observations on extant plants led to study the effects of volcanic gases on the cuticle ultrastructure of Pinus halepensis and Erica arborea sampled in the volcanic area of Phlegrean Italy. TEM observations on P. halepensis cuticles fumigated or not by volcanic gases revealed: 1) insignificant thickness variations of the cell wall plus cuticle among current- and first-year-old needles of both fumigated and not fumigated trees; 2) a calcium oxalate accumulation in fumigated leaves; 3) moreover, in respect to the cell surface, fibrils are disposed parallel to the surface of the cuticle. In specimens of E. arborea fumigated or not by volcanic gases, 1) the total thickness of cuticles varies significantly; 2) in plants experiencing chronic fumigation the A2 layer increases its thickness. As for fossil plants, the cuticles of Cretaceous Fossil-Lagertätten of Cusano Mutri and Pietraroja have been studied. In the former: 1) numerous taxa belonging to conifers have been identified; 2) the new species Frenelopsis cusanensis has been described; 3) Montsechia vidalii has been found outside of Spain. Taxonomical studies allowed the description of typical Euro-Sinian fossil plants. Sedimentological and taxonomical studies suggest semi-arid or arid conditions in a subtropical or tropical climate. It is worth noting as for Cusano Mutri locality, evidence of wildfire (fusain) suggests a periodic combination of arid periods, high temperatures and lightning strikes.

No description available.

Tesis por compendio / [EN] Until recently, the genetic improvement of tomato (Solanum lycopersicum) was focused in agronomic traits, such as yield and biotic or abiotic stresses; therefore the interest in tomato fruit quality is relatively new. The tomato fruit surface can be considered both an agronomic trait as well as a quality trait, because it has an effect on consumer impression in terms of color and glossiness but also it underlies the resistance/sensitivity to cracking or water loss with consequences on fruit manipulation (e.g. transport and processing). The cuticle is deposited over the cell wall surrounding the epidermal cells and it is the first barrier in the plant-environment interface. The cuticle composition includes two main groups of metabolites: cuticular waxes and cutin. Other metabolites can be founded into the cuticle matrix, as triterpenoids and flavonoids. Those minor cuticular components are involved in the correct functionality of the cuticle. Understanding cuticle biosynthesis and genetic regulation requires the development of fast and simple analytical methodologies to study those specialized metabolites using large populations (e.g. mutant collections or introgression lines), together with the identification of genes and genomic regions responsible of their production. This thesis aims to contribute to our understanding of the molecular programs underlying tomato fruit quality by providing: i) a general protocol to profile cuticular waxes in different species, including tomato; ii) a QTL map for cuticular composition (i.e. cuticular waxes and cutin monomers) using the Solanum pennellii introgression line population; iii) a detailed protocol of the reverse genetic tool so-called Fruit-VIGS to assist in the study of gene function in tomato fruit; and iv) a thorough characterization of the first null allele for the transcription factor SlMYB12 (i.e. Slmyb12-pf) in tomato fruit which provides new insights into the regulation of the flavonoid biosynthetic pathway in the fruit peel by high resolution mass spectrometry and RNA-Seq approaches. / [ES] Hasta hace poco, la mejora genética del cultivo del tomate (Solanum lycopersicum) había estado centrada principalmente en caracteres agronómicos, como la productividad y la resistencia a estreses, tanto bióticos como abióticos. Así, el interés en la calidad del fruto de tomate es relativamente reciente. La superficie del fruto del tomate puede considerarse tanto un carácter agronómico como de calidad, pues influye en la primera impresión de los consumidores en términos de color y brillo, así como también en los procesos de resistencia o sensibilidad a la rotura ('cracking') o a la pérdida de agua. Estos factores determinan el aspecto del fruto y condicionan atributos relacionados con su manipulación (transporte y procesado). La cutícula se deposita sobre la pared celular de las células epidérmicas y es la primera barrera que interacciona con el ambiente. Está constituida por dos grandes tipos de metabolitos: las ceras cuticulares y la cutina. Otros metabolitos pueden aparecer embebidos en la matriz cuticular, como es el caso de los triterpenoides y los flavonoides. Estos metabolitos contribuyen a la correcta funcionalidad de la cutícula. La compresión de la biosíntesis y regulación génica de la cutícula requiere del desarrollo de metodologías de análisis sencillas y rápidas para el estudio de estos metabolitos especializados en grandes poblaciones (colecciones de mutantes o líneas de introgresión), así como para la identificación de genes y regiones génicas responsables de la producción y acumulación de dichos compuestos, pudiendo ser muy útiles para implementar programas de mejora de la calidad del tomate. El objetivo de esta tesis es contribuir a la comprensión sobre los programas moleculares subyacentes a la calidad del fruto de tomate, proporcionando: i) un protocolo general de análisis del contenido de ceras cuticulares en diferentes especies, incluyendo el tomate; ii) un mapa de QTL de la composición cuticular (incluyendo ceras y monómeros de cutina) obtenido con la población de líneas de introgresión de Solanum pennellii; iii) un protocolo detallado de uso de la herramienta de genética reversa Fruit-VIGS con el que realizar estudios de funciones génicas en fruto de tomate; y iv) una minuciosa caracterización de un nuevo alelo nulo del factor de transcripción SlMYB12 (Slmyb12-pf) en fruto de tomate, proporcionando nueva información sobre la regulación de la ruta biosintética de los flavonoides en la piel del fruto, utilizando espectrometría de masas de alta resolución y de nuevas tecnologías de secuenciación. / [CA] Fins fa poc de temps, la millora genètica de la tomata (Solanum lycopersicum) anava dirigida fonamentalment als caràcters de tipus agronòmic, com la productivitat i la tolerància a estressos biòtics o abiòtics, resultant que l'interés per la qualitat dels fruits és relativament nou. La superfície de la tomata pot ser considerada tant com un caràcter agronòmic com un de qualitat, ja que és l'aspecte de la superfície del fruit el que confereix al consumidor la primera impressió de color, brillantor, però és també la pell del fruit la responsable de la diferent susceptibilitat del fruit a desenvolupar clevills o que el fruit sofrisca més o menys pèrdues d'aigua, tot tenint importants conseqüències en la manipulació (i.e. transport i processament del fruit). La cutícula és dipositada per sobre de la paret cel·lular que envolta la capa de cèl·lules epidèrmiques i constitueix la primera barrera en la interfase planta-medi ambient. La composició de la cutícula presenta dos grups principals de metabòlits: les ceres i la cutina. També es poden trobar altres metabòlits els triterpenoids i el flavonoids. Aquests darrers components cuticulars menors són implicats en el correcte funcionament de la cutícula. Per tal de comprendre la biosíntesi i la regulació genètica de la cutícula cal desenvolupar tecnologies analítiques senzilles i rapides que permeten estudiar aquests metabòlits especialitzats en poblacions grans de plantes (i.e. Col·leccions de mutants o de línies d'introgressió), a més de la identificació de gens i regions genòmiques que són responsables de la seua producció. Aquesta tesi té com a objectiu contribuir a millorar la nostra comprensió dels programes moleculars que afecten determinats aspectes de la qualitat de la tomata mitjançant els següents objectius: i) proporcionar un protocol general per obtenir perfils de ceres cuticulars en diferents espècies, inclosa la tomata; ii) obtenir un mapa de QTL per a la composició cuticular (i.e. ceres cuticulars i monòmers de cutina) mitjançant la utilització de la població de línies d'introgressió de Solanum pennelli; iii) descriure amb detall el protocol d'una eina de revers genètica denominada Fruit-VIGS que resulta molt adequada per estudiar funció gènica a la tomata; y iv) fer una caracterització exhaustiva del primer al·lel nul del factor de transcripció SlMYB12 (ie. Slmyb12-pf) en tomata la qual proporciona informació nova sobre la regulació de la ruta de biosíntesi de flavonoides en la pell de la tomata mitjançant espectrometria de masses d'alta resolució i RNAseq. / Fernández Moreno, JP. (2015). TOMATO FLESHY FRUIT QUALITY IMPROVEMENT: CHARACTERIZATION OF GENES AND GENOMIC REGIONS ASSOCIATED TO SPECIALIZED METABOLISM IN TOMATO FLESHY FRUIT [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/55505 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio