Os campos de arroz irrigado são ambientes propícios para a geração de uma alta biodiversidade já que estão circundados por habitats aquáticos e terrestres. Os insetos praga ocorrem em áreas de produção do arroz em todo o mundo, principalmente nos sistemas de plantio irrigado e de planícies pluviais, que apresentam temperatura e umidade favorável à proliferação dos mesmos. Dentre os inimigos naturais que atuam sobre populações de insetos praga no arroz, destacam-se os parasitoides. Visando compreender a dinâmica espaço-temporal destes insetos, os objetivos desse trabalho foram descrever e comparar assembleias de parasitoides em áreas de cultivo de arroz irrigado, mantidas no sistema orgânico de produção, sob dois manejos da vegetação das taipas e relacioná-los com os estádios fenológicos da cultura (plântula, vegetativo e reprodutivo) e na pós-colheita. As amostragens foram realizadas em cultivo localizado no Assentamento “Filhos de Sepé”, no distrito de Águas Claras, município de Viamão, RS. A área total de 18 ha foi subdividida em duas. Numa subárea, denominada não roçada (NR) a vegetação espontânea das taipas foi mantida, na outra, roçada (R), foram feitas roçadas mensais das taipas, desde o início do preparo da área para o plantio, até a colheita. Em cada subárea foram escolhidos dois quadros onde foram instaladas as armadilhas do tipo Malaise, quatro armadilhas por subárea. As coletas quinzenais ocorreram a partir do plantio do arroz, no final do mês de outubro de 2012, até a colheita, março de 2013. As armadilhas permaneciam montadas no campo, a cada ocasião de amostragem, por 24 horas. Foram coletados 3.184 himenópteros parasitoides, 2.038 indivíduos na subárea NR e 1.146 na R. Foram identificadas 458 morfoespécies, distribuídas em 24 famílias. Mymaridae se mostrou a família mais abundante e Eulophidae, a mais rica para ambas as subáreas. A curva de rarefação, plotando o número de morfoespécies registradas em relação ao número de indivíduos coletados, indica que a NR possui uma maior riqueza que a R. Das morfoespécies identificadas, 198 foram compartilhadas entre as subáreas, 203 exclusivas da NR e, 57 da R. As famílias com o maior número de espécies compartilhadas foram Platygastridae, Eulophidae e Mymaridae. A riqueza e a abundância de parasitoides variaram conforme os estádios fenológicos da cultura sendo o pico de abundância registrado no período vegetativo. O Índice de Morisita identificou três grupamentos indicando uma similaridade relacionada às fases da cultura, plântula, vegetativo e, na pós-colheita. Isso se deve à grande quantidade de morfoespécies compartilhadas entre as subáreas em cada fase. As maiores diferenças ocorrem no período reprodutivo, possivelmente devido a grande diferença entre a riqueza da subárea NR em relação à R. / Irrigated rice fields are ideal environments for generating high biodiversity, since they are surrounded by aquatic and terrestrial habitats. Pest insects occur in areas of rice production throughout the world, principally in irrigated plantation systems and in floodplains, which present temperature and humidity levels that favor their proliferation. Among the natural enemies that act upon populations of pest insects in rice fields, parasitoids are especially notable. To better understand the space-time dynamics of these insects, the objectives of this study were to describe and compare groups of parasitoids in irrigated rice field, with organic management using two different systems of leeves vegetation management, and relate them to the phenological stages of rice cultivation (seedling, vegetative, and reproductive) and in postharvest. The samples were taken in a plantation located on the “Filhos de Sepé” settlement in Águas Claras district, Viamão, RS. The total area of 18 ha was divided into two parts, a no-cut (NC) subarea and a cut (C) subarea. In the NC subarea, the spontaneous vegetation of the leeves was maintained, while in the C subarea, monthly cuts were made in the leeves vegetation, from the beginning of soil preparation until the harvest. In each subarea, four Malaise traps were installed. Collections occurred from the beginning of cultivation, at the end of October 2012, until harvest, in March 2013, twice a month. The traps remained assembled in the field for 24 hours at each sampling. A total of 3,184 Hymenoptera parasitoids were collected: 2,038 individuals in NC and 1,146 in C. We identified 488 morphospecies, distributed in 24 families. Mymaridae was the most abundant family and Eulophidae was the richest in both subareas. The rarefaction curve, plotting the number of morphospecies registered in relation to the number of individuals collected, indicates that NC possesses a greater richness than C. Of the identified morphospecies, 198 were overlaped between the subareas, while 203 were exclusive to NC and 57 to C. The families with the largest number of shared species were Platygastridae, Eulophidae e Mymaridae. The richness and abundance of parasitoids varied according to the phenological states of development, with the peak abundance registering in the vegetative period. The Morisita index identified three groupings, indicating a similarity relative to the three phases of rice growth and development: seedling, vegetative, and post-harvest. This is due to the large quantity of morphospecies overlaped between the subareas in each phase. The greatest differences occurred during the reproductive period, possibly due to the large difference between the richness of NC in relation to C.

O arroz é o alimento base para metade da população mundial. Entretanto, é uma fonte pobre em micronutrientes essenciais como Fe e Zn, que são removidos durante o processamento do grão para produção de alimento. Por essa razão, populações cujas dietas baseiam-se principalmente em arroz estão sujeitas à deficiência de Fe e Zn, que são as deficiências nutricionais mais comuns no mundo, afetando mais de dois bilhões de pessoas. Uma vez que as folhas-bandeira são uma das fontes de remobilização de metais para os grãos em desenvolvimento, a identificação dos mecanismos moleculares que contribuem no processo de transporte de metais das folhas-bandeira para os grãos pode ser útil em programas de biofortificação. Dessa forma, utilizamos duas abordagens diferentes para estudar esta questão. Primeiro, realizamos uma análise por hibridização subtrativa supressora (SSH) em folhas-bandeira de duas cultivares de arroz e isolamos 78 sequências induzidas no estágio de enchimento do grão (R5) em relação ao estágio de emergência da panícula (R3). A expressão diferencial de alguns genes selecionados (entre eles do fator de transcrição OsNAC5) foi confirmada por PCR quantitativo. Mostramos que a expressão de OsNAC5 é ativada em processos de senescência natural (envelhecimento) e induzida (escuro, aplicação de ABA, alta salinidade, frio e deficiência de Fe) e sua expressão não é afetada na presença de 6- benzilaminopurina (um inibidor de senescência) em condição de senescência induzida por escuro. A indução da expressão de OsNAC5 sob alta salinidade é abolida por nicotinamida, um inibidor dos efeitos do ABA. Este resultado e a presença de elementos cis-atuantes na região promotora do gene OsNAC5 sugere uma regulação dependente de ABA. Utilizando quatro diferentes cultivares de arroz, mostramos que a indução de OsNAC5 é maior e antecipada em folhas-bandeira e panículas de plantas da cultivar IR75862, que possui as maiores concentrações de Fe, Zn e proteínas nas sementes. Dessa forma, sugerimos que OsNAC5 é um fator de transcrição do tipo NAC dependente de ABA e associado à senescência, e sua função pode estar relacionada à remobilização de Fe, Zn e aminoácidos dos tecidos verdes para os grãos. Posteriormente, analisamos a expressão de 25 genes de arroz relacionados à homeostase de metais em folhas-bandeira de oito cultivares de arroz (com níveis contrastantes de Fe e Zn nos grãos) durante os estágios de emergência da panícula (R3) e enchimento do grão (R5). Nove destes genes (OsYSL6, OsYSL8, OsYSL14, OsNRAMP1, OsNRAMP7, OsNRAMP8, OsNAS1, OsFRO1 e OsNAC5) apresentaram correlação significativa entre os níveis de expressão em folhas-bandeira e as concentrações de Fe e Zn nas sementes. Assim, nosso estudo forneceu uma pequena lista de possíveis genes-alvo para manipulação da concentração de Fe e Zn em grãos de arroz. / Rice is the staple food for half of the world population. However, it is a poor source of essential micronutrients such as Fe and Zn, most of which are lost during grain processing for food production. For this reason, populations with monotonous diets consisting mainly of rice are especially prone to Fe and Zn deficiency, which are the most common and widespread nutritional disorders in the world, affecting more than 2 billion people. Since flag leaves are one of the sources of remobilized metals for developing seeds, the identification of the molecular players that might contribute to the process of metal transport from flag leaves to the seeds may be useful for biofortification purposes. In this way, we used two different appraches to address this issue. First, we conducted suppression subtractive hybridization (SSH) analysis in flag leaves of two rice cultivars and isolated 78 sequences up-regulated in flag leaves at the grain filling stage (R5) relative to the panicle exertion stage (R3). Differential expression of selected genes (including the OsNAC5 transcription factor) was confirmed by quantitative RT-PCR. We showed that OsNAC5 expression is up-regulated by natural (aging) and induced senescence processes (dark, ABA application, high salinity, cold and Fedeficiency) and its expression is not affected in the presence of 6-benzylaminopurine (a senescence inhibitor) under dark-induced senescence. Salt induction of OsNAC5 expression is abolished by nicotinamide, an inhibitor of ABA effects. This result and the presence of cis-acting elements in the promoter region of the OsNAC5 gene suggest an ABA-dependent regulation. Using four different rice cultivars, we showed that OsNAC5 up-regulation is higher and earlier in flag leaves and panicles of IR75862 plants, which have higher seed concentrations of Fe, Zn and protein. We suggest that OsNAC5 is a novel senescenceassociated ABA-dependent NAC transcription factor and its function could be related to Fe, Zn and amino acids remobilization from green tissues to seeds. We also analyzed the expression of 25 metal-related genes from rice in flag leaves of eight rice cultivars (showing contrasting levels of seed Fe and Zn) during panicle emergence (R3) and grain filling stage (R5). The expression level of nine of these genes (OsYSL6, OsYSL8, OsYSL14, OsNRAMP1, OsNRAMP7, OsNRAMP8, OsNAS1, OsFRO1 and OsNAC5) in flag leaves exhibited significant correlations with Fe and/or Zn concentrations in the seeds. In this way, our study has provided a short list of putative target genes to manipulate Fe and Zn concentrations in rice grains.

Os agrupamentos ferro-enxofre [Fe-S] são grupos prostéticos requeridos em processos essenciais como respiração, fotossíntese, reações metabólicas, sinalização e regulação gênica. Em plantas, a biossíntese das proteínas Fe-S é compartimentalizada e adaptada às necessidades de uma célula eucariótica fotossintetizante. Diversos fatores ambientais afetam o desenvolvimento das plantas e limitam sua produtividade. Dentre esses organismos afetados encontram-se a soja e o arroz, culturas de grande importância comercial no Brasil e no mundo. Foram analisados, pelo método de RT-qPCR, os perfis de expressão dos genes que codificam a enzima cisteína desulfurase NFS1 e NFS2 de ambas as espécies, participantes da rota de formação dos cofatores [Fe-S] mitocondriais e plastídicos, respectivamente. Para Oryza sativa ssp. indica e ssp. japonica, as análises permitiram mostrar uma distribuição diferencial dos transcritos entre órgãos. OsNFS1 apresenta maiores níveis de transcritos tanto em raiz quanto em folha, enquanto OsNFS2 apresentou maiores níveis de transcritos em folha do que em raiz. A resposta destes genes ao frio (24 h a 4ºC) difere entre as subespécies. Na ssp. japonica, os dois genes são induzidos em ambos os tecidos. Para a ssp. indica há redução dos níveis de mRNA de NFS1 e aumento de NFS2 em folhas, e não há respostas em raízes. Nos tratamentos com alumínio na ssp. japonica, há redução dos níveis de mRNA de ambos os genes nas raízes, enquanto não há resposta na parte aérea. As análises em Glycine max, organismo que apresenta duplicação dos genes, permitiram demonstrar que a modulação destes é realizada de maneira diferencial. Em raiz, o tratamento com frio (5 h, 10 h e 24 h a 4ºC) promoveu a redução dos níveis de mRNA de uma das cópias de NFS1 e a indução da outra, enquanto os genes codificadores de NFS2 foram reprimidos. Em folha, o mesmo tratamento induziu uma das cópias de NFS1 e uma de NFS2, enquanto que as outras oscilaram em nível bem inferior de expressão. A exposição de G. max ao ácido salicílico induz a modulação dos genes mitocondriais, aumentando os níveis de mRNA em raízes e reprimindo-os em folhas. As análises dos cis-elementos permitiram mostrar a correlação destes com os dados encontrados em RT-qPCR. Desta maneira, tanto em arroz quanto em soja, a cisteína desulfurase parece ser modulada por diferentes estresses, possuindo padrões diferenciados conforme o órgão e o gene. / Iron-sulfur [Fe-S] clusters are prosthetic groups required to maintain life processes including respiration, photosynthesis, metabolic reactions, sensing, signaling and, gene regulation. In plants the biogenesis of Fe-S protein is compartmentalized and adapted to specific needs of the eukaryotic and photosynthetic cell. Many environmental factors affect plant development and limit the productivity and the geographical distribution. Among those affected organisms are soybean and rice, crops with huge economic importance worldwide. Here we analyze the expression profile of cysteine desulfurase genes NFS1 and NFS2, involved in the biogenesis of [Fe-S] clusters in mitochondria and plastid, respectively, from both species, by RT-qPCR. Analysis of Oryza sativa ssp. indica and ssp. japonica showed a differential expression between organs, OsNFS1 has a higher expression in roots and leaves than OsNFS2, and OsNFS2 is more expressed in leaves than in roots. Rice subspecies exhibited different responsiveness to cold. The japonica ssp. increased transcript level from both genes in both organs, while ssp. indica decreased OsNFS1 and increased OsNFS2 expressions in leaves, and did not change the expression pattern in roots. Rice ssp. japonica showed a decrease in OsNFS1 and OsNFS2 transcript levels in root, while leaves did not change, under aluminum stress. Soybean analysis, which presents duplication of both genes, demonstrated particular transcript levels considering organ and stress response. GmNFS1 had a high expression in roots, while GmNFS2 did not differ between organs. Cold-treated plants (0, 5, 10 and 24h at 4°C) showed a decrease in cysteine desulfurases transcript level in roots, and an increase in leaves. Plants treated with salicylic acid increased GmNFS1 transcript level in roots, and decreased in leaves. Besides that, an analysis of promoter regions showed the presence of different cis-elements among cysteine desulfurase genes, corroborating with differential expression of each loci. Our results suggest that cysteine desulfurases, in rice and soybean, may be involved in stress response, being modulated by different stimuli according to organ and gene.

Resumo não disponível

Os campos de arroz irrigado são ambientes propícios para a geração de uma alta biodiversidade já que estão circundados por habitats aquáticos e terrestres. Os insetos praga ocorrem em áreas de produção do arroz em todo o mundo, principalmente nos sistemas de plantio irrigado e de planícies pluviais, que apresentam temperatura e umidade favorável à proliferação dos mesmos. Dentre os inimigos naturais que atuam sobre populações de insetos praga no arroz, destacam-se os parasitoides. Visando compreender a dinâmica espaço-temporal destes insetos, os objetivos desse trabalho foram descrever e comparar assembleias de parasitoides em áreas de cultivo de arroz irrigado, mantidas no sistema orgânico de produção, sob dois manejos da vegetação das taipas e relacioná-los com os estádios fenológicos da cultura (plântula, vegetativo e reprodutivo) e na pós-colheita. As amostragens foram realizadas em cultivo localizado no Assentamento “Filhos de Sepé”, no distrito de Águas Claras, município de Viamão, RS. A área total de 18 ha foi subdividida em duas. Numa subárea, denominada não roçada (NR) a vegetação espontânea das taipas foi mantida, na outra, roçada (R), foram feitas roçadas mensais das taipas, desde o início do preparo da área para o plantio, até a colheita. Em cada subárea foram escolhidos dois quadros onde foram instaladas as armadilhas do tipo Malaise, quatro armadilhas por subárea. As coletas quinzenais ocorreram a partir do plantio do arroz, no final do mês de outubro de 2012, até a colheita, março de 2013. As armadilhas permaneciam montadas no campo, a cada ocasião de amostragem, por 24 horas. Foram coletados 3.184 himenópteros parasitoides, 2.038 indivíduos na subárea NR e 1.146 na R. Foram identificadas 458 morfoespécies, distribuídas em 24 famílias. Mymaridae se mostrou a família mais abundante e Eulophidae, a mais rica para ambas as subáreas. A curva de rarefação, plotando o número de morfoespécies registradas em relação ao número de indivíduos coletados, indica que a NR possui uma maior riqueza que a R. Das morfoespécies identificadas, 198 foram compartilhadas entre as subáreas, 203 exclusivas da NR e, 57 da R. As famílias com o maior número de espécies compartilhadas foram Platygastridae, Eulophidae e Mymaridae. A riqueza e a abundância de parasitoides variaram conforme os estádios fenológicos da cultura sendo o pico de abundância registrado no período vegetativo. O Índice de Morisita identificou três grupamentos indicando uma similaridade relacionada às fases da cultura, plântula, vegetativo e, na pós-colheita. Isso se deve à grande quantidade de morfoespécies compartilhadas entre as subáreas em cada fase. As maiores diferenças ocorrem no período reprodutivo, possivelmente devido a grande diferença entre a riqueza da subárea NR em relação à R. / Irrigated rice fields are ideal environments for generating high biodiversity, since they are surrounded by aquatic and terrestrial habitats. Pest insects occur in areas of rice production throughout the world, principally in irrigated plantation systems and in floodplains, which present temperature and humidity levels that favor their proliferation. Among the natural enemies that act upon populations of pest insects in rice fields, parasitoids are especially notable. To better understand the space-time dynamics of these insects, the objectives of this study were to describe and compare groups of parasitoids in irrigated rice field, with organic management using two different systems of leeves vegetation management, and relate them to the phenological stages of rice cultivation (seedling, vegetative, and reproductive) and in postharvest. The samples were taken in a plantation located on the “Filhos de Sepé” settlement in Águas Claras district, Viamão, RS. The total area of 18 ha was divided into two parts, a no-cut (NC) subarea and a cut (C) subarea. In the NC subarea, the spontaneous vegetation of the leeves was maintained, while in the C subarea, monthly cuts were made in the leeves vegetation, from the beginning of soil preparation until the harvest. In each subarea, four Malaise traps were installed. Collections occurred from the beginning of cultivation, at the end of October 2012, until harvest, in March 2013, twice a month. The traps remained assembled in the field for 24 hours at each sampling. A total of 3,184 Hymenoptera parasitoids were collected: 2,038 individuals in NC and 1,146 in C. We identified 488 morphospecies, distributed in 24 families. Mymaridae was the most abundant family and Eulophidae was the richest in both subareas. The rarefaction curve, plotting the number of morphospecies registered in relation to the number of individuals collected, indicates that NC possesses a greater richness than C. Of the identified morphospecies, 198 were overlaped between the subareas, while 203 were exclusive to NC and 57 to C. The families with the largest number of shared species were Platygastridae, Eulophidae e Mymaridae. The richness and abundance of parasitoids varied according to the phenological states of development, with the peak abundance registering in the vegetative period. The Morisita index identified three groupings, indicating a similarity relative to the three phases of rice growth and development: seedling, vegetative, and post-harvest. This is due to the large quantity of morphospecies overlaped between the subareas in each phase. The greatest differences occurred during the reproductive period, possibly due to the large difference between the richness of NC in relation to C.

ERO são produzidas continuamente por organismos aeróbicos. Em situações de estresse, a produção de ERO é aumentada, podendo causar a morte celular. Para manter uma concentração ideal de ERO dentro da célula, as plantas desenvolveram um complexo sistema antioxidante para proteção das membranas celulares e organelas contra os efeitos danosos causados pela ação dessas ERO sobre os tecidos vegetais. A ascorbato peroxidase (APx) é uma das principais enzimas do sistema de detoxificação de ERO nas plantas, catalisando a conversão do peróxido de hidrogênio em água, usando o ascorbato como doador de elétrons. No arroz, oito genes codificam APx. As diferentes isoformas são classificadas de acordo com a localização subcelular em citosólicas (APx1 e APx2), peroxissomais (APx3 e APx4), mitocondriais (APx5 e APx6) e cloroplastídicas (APx7 e APx8). O desenvolvimento do presente trabalho teve como objetivo geral caracterizar funcionalmente os genes de APx em arroz (Oryza sativa) com o intuito de identificar a função dos diferentes membros dessa família no controle dos níveis de ERO na planta. Foi analisado o padrão de expressão dos genes que codificam as diferentes isoformas de APx em arroz cultivado sob condições de estresses abióticos tais como o tratamento com concentrações tóxicas de alumínio, frio, seca e exposição ao peróxido de hidrogênio exógeno. Utilizando a estratégia de silenciamento por RNA de interferência (RNAi), foram produzidas construções para o silenciamento simultâneo dos genes OsAPx5 e OsAPx6 e, também, para os genes OsAPx7 e OsAPx8. Adicionalmente, foram ainda geradas construções gênicas para o silenciamento individual dos genes OsAPx7 e OsAPx8. Linhagens de arroz contendo construções RNAi para o silenciamento individual de OsAPx7 e OsAPx8 apresentaram redução de cerca de 90% na expressão relativa destes genes quando comparadas com plantas nãotransformadas. Os oito membros da família gênica APx em arroz mostraram padrão de expressão diferencial frente às condições de estresse testadas, indicando um complexo modo de regulação desses genes. / Aerobic organisms continuously produce Reactive Oxygen Species (ROS). Under stress conditions ROS production is increased and can lead to cellular death. To keep the ideal concentration of ROS inside the cells, plants developed a complex antioxidant system to protect cellular membranes and organelles against harmful effects produced by the action of these ROS. Ascorbate peroxidase (APx) is a major enzyme of the ROS detoxification system in plants, catalyzing the conversion of hydrogen peroxide into water using ascorbate as electron donor. In rice (Oryza sativa), eight genes encode APx. The different isoforms are classified according to their subcellular localization in cytosolic (APx1 and APx2), peroxisomal (APx3 and APx4), mitochondrial (APx5 and APx6) or chloroplastidic (APx7 and APx8). The general aim when developing the present work was to functionally characterize the APx genes in rice in order to identify the function of different members of this family in the control of ROS levels in the plant cell. The expression pattern of genes encoding different isoforms of APx in rice was analyzed when plants were grown under abiotic stress conditions such as under the treatment with toxic concentrations of aluminum, cold, drought and exposition to exogenous hydrogen peroxide. Using the strategy of gene silencing by interference RNA (RNAi), were produced RNAi constructs to simultaneously silence the OsAPx5 and OsAPx6 genes, and also the OsAPx7 and OsAPx8 genes. In addition, it was produced constructs to individually silence the OsAPx7 and OsAPx8 genes. Rice lines carrying RNAi to silence OsAPx7 and OsAPx8 individually presented reduction of gene expression of about 90% when compared to the expression assayed in non-transformed plants. The eight genes coding APx presented different expression patterns in response to the stress conditions tested, indicating that these genes are under a complex mode of regulation.

No description available.

L'acidité dans le sol, combinée à une toxicité aluminique est le stress environnemental le plus important limitant la production de riz (Oryza sativa L.). Dans ce travail, neuf variétés de riz vietnamien, ainsi que deux variétés de riz connues pour leur résistance/sensibilité à l'aluminium sont discriminées pour la tolérance à l'Al grâce à l'analyse de la croissance et la morphologie des racines en condition de culture hydroponique. Les lipides membranaires et l'expression des gènes liés au métabolisme de ces lipides ont également été analysés. Les résultats ont montré que la toxicité de l'aluminium influence tout le système racinaire du riz, elle inhibe la croissance de la racine principale ainsi que celle des racines latérales, le volume des racines, et le nombre de racines latérales. L'Al s'accumule dans les racines et les feuilles. Cette accumulation d'Al corrèle négativement avec la quantité de calcium, de magnésium et de potassium dans les tissus. L'aluminium diminue la teneur en lipides membranaires dans les racines et les feuilles, et ce d'autant plus que la variété est plus sensible. Dans les feuilles, l'acide gras le plus touché est l'acide linolénique C18 : 3 ; dans les racines, l'acide linoléique C18 : 2. L'aluminium provoque en outre dans les feuilles une diminution très importante de la teneur en monogalactosyl diacylglycerol MGDG, un galactolipide constitutif des membranes thylakoïdales. Dans les racines, c'est la phosphatidylcholine PC, qui diminue le plus. Ces modifications des lipides membranaires sont nettement plus importantes chez la variété de riz sensible que chez la variété tolérante. L'expression des gènes de synthèse est corrélée positivement avec les teneurs des lipides membranaires majeurs. Nos résultats ont montré que les lipides jouent un rôle important dans le maintien de l'intégrité et le fonctionnement des membranes cellulaires, et ont une influence sur la capacité des plantes à résister à la présence de l'aluminium dans le milieu / Soil acidity combined with the presence of Aluminium ions is a major environmental stress limiting rice (Oryza sativa) production. In this work, root growth and root morphology of nine vietnamese rice varieties and two IRRI reference varieties (one Al-resistant, one Al-sensitive) were studied in hydroponic conditions. Analysis of membrane lipid composition as well as the expression of genes related to lipid metabolism was also performed. Results showed that Al toxicity influenced negatively the whole root system : Al inhibited the elongation rate of the principal root and the lateral roots ; it decreased the root volume and the number of lateral roots. Al accumulated in root and leaf tissues. Al accumulation was negatively correlated with the amounts of Calcium, Magnesium and Potassium in plant tissues. Membrane lipid contents also decreased in roots and shoots, and these decreases were more important in the sensitive varieties than in the tolerant ones. In the shoots, linolenic acid C18:3 content was mostly affected, and in the roots linoleic acid C18:2. Furthermore, in the leaves Al provoked a large decrease in the main lipid of thylakoid membranes monogalactosyl diacylglycerol MGDG. In the roots, it decreased the phosphatidylcholine PC content. Lipid and fatty acid changes were more pronounced in Al-susceptible varieties than in tolerant ones. The expression of genes related to the biosynthesis of the main m embrane lipids during Al treatment correlated well with the time-course of membrane lipid composition. Our results indicated that lipids could play an important role in the integrity and function of cell membranes, and that they could be implicated in the capacity of plants to tolerate the presence of aluminium toxic ions in the environment

O experimento foi conduzido na Universidade de São Paulo, durante os anos de 2011e 2012, em Piracicaba, estado de São Paulo. Foram utilizados dez genótipos contrastantes, sendo nove destinados ao cultivo em terras altas (dois modernos e sete tradicionais) e um ao sistema irrigado (moderno). Os genótipos foram cultivados em vasos e mantidos sem restrição hídrica dentro de casa de vegetação até a emissão da folha bandeira. Após a emissão da folha bandeira, oito vasos de cada genótipo contendo uma planta foram mantidos dentro de uma câmara de crescimento (fitotron) sob condições climáticas rigorosamente controladas durante oito dias. Nesse período, quatro vasos foram mantidos com estresse e quatro sem. Após cinco e seis dias, foram avaliadas as taxas de assimilação (A), condutância estomática (gs), concentração interna de CO2 (Ci), transpiração (E), eficiência de uso da água (EUA) e conteúdo hídrico foliar relativo (CHF). Após sete dias, foram realizadas as curvas de respostas à alteração da intensidade luminosa, onde foram determinados a A, gs, Ci, E e CHF. Após oito dias, foram realizadas as curvas de resposta à alteração de CO2, onde foram determinados a limitação estomática (Ls) e metabólica (Lm), condutância mesofílica (gm) e atividade da Rubisco (Vcmax e Jmax). Aos 5 e 6 dias, constatou-se que, na condição de menor disponibilidade hídrica, o genótipo moderno \'BRS-Primavera\' apresentou os menores valores de A, gs, Ci, E e CHF, e o genótipo tradicional \'Douradão\' os maiores valores. O Genótipo moderno \'BRS-Cirrad\' também apresentou baixos valores para essas variáveis. Os demais genótipos apresentaram comportamento semelhante. Na condição de maior disponibilidade hídrica, os genótipos modernos (\'BRS-Cirrad\', \'BRS-Curinga\' e \'BRS-Primavera\') apresentaram os maiores valores de A, gs, Ci, E e CHF. Os genótipos tradicionais apresentaram comportamento semelhante entre si. Avaliando o mesmo genótipo sob as duas condições de disponibilidade hídrica, observou-se que os genótipos modernos apresentaram grandes reduções de A, gs e E em relação aos tradicionais. Constatou-se que o ajuste da gs influenciou fortemente todas as variáveis observadas, e que a EUA não apresentou boa correlação com a taxa fotossintética. Nas curvas de luz, observou-se que os genótipos modernos apresentaram comportamento superior aos tradicionais na condição de maior disponibilidade hídrica e semelhante na menor condição, evidenciando forte efeito da gs sobre as taxas de A e E em todos genótipos. Nas curvas de CO2, foi observado que na condição de menor disponibilidade hídrica, os genótipos modernos apresentam Lm e Ls superiores e Vcmax, Jmax e gm similares aos tradicionais. Na condição de maior disponibilidade hídrica, os genótipos modernos (\'BRS-Cirrad\' e \'BRS-Curinga\') apresentaram maiores valores de Vcmax e Jmax e menores valores de Ls. Os genótipos modernos apresentam maior capacidade fotossintética na condição de maior disponibilidade hídrica, no entanto, quando submetidos à condição de menor disponibilidade apresentaram elevadas reduções em relação aos genótipos tradicionais. / The experiment was carried out at University of São Paulo, during the years 2011 and 2012, in Piracicaba, State of São Paulo. Ten contrasting genotypes were used, nine to be cultivated on uplands (two modern and seven traditional) and one (modern) for lowlands (irrigated area). The genotypes were grown in pots and kept without water restriction in the greenhouse until the issue of the flag leaf. After the flag leaf issuance, eight pots of each genotype containing one plant were kept inside of a growth chamber (phytotron) under strictly controlled climatic conditions during eight days. During this period, four pots were kept with water stress and four without. After five and six days, assimilation rate (A), stomatal conductance (gs), internal CO2 concentration (Ci), transpiration (E), water use efficiency (WUE) and relative leaf water content (RWC) were evaluated. After seven days, responsiveness curves according to light intensity changes were done, which A, gs, Ci, E and RWC were determined. After eight days, responsiveness curves according to CO2 changes were done, which stomatal (Ls) and metabolic limitation (Lm), mesophyll conductance (gm) and Rubisco activity (Vcmax and Jmax) were determined. After five and six days, it was found that, on condition of low water availability, the modern genotype \'BRS-Primavera\' showed the lowest values of A, gs, Ci, E and CHF, and \'Douradão\' (traditional genotype) the highest values. \'BRSCirrad\' (modern genotype) cultivar also showed low values for these variables. Other genotypes showed similar behavior. At condition of the greater water availability, \'BRS-Cirrad\', \'BRS-Curinga\' and \'BRS-Primavera\' (modern genotypes) showed the highest values for A, gs, Ci, E and CHF. The traditional genotypes behaved similarly to each other. Evaluating the same genotype under two water availability conditions, it was observed that modern genotypes showed large reductions of the A, gs, and E as compared to traditional. It was found that the adjustment of gs influenced strongly all observed variables, and the WUE did not show good correlation with photosynthetic rate. On the light curves, the modern genotypes presented superior performance than traditional under largest water availability and similar in lower water availability condition, showing strong effect of gs on rates of A and E in all genotypes. On the CO2 curves, under lower water availability condition, it was observed that the modern genotypes presented superior values of Lm and Ls, and similar values of Vcmax, Jmax and gm when compared to traditional genotypes. Under higher water availability, the modern genotypes (\'BRS-Cirrad\' and \'BRS-Curinga\') presented higher values of Vcmax and Jmax and lower values of Ls. The modern genotypes presented higher photosynthetic capacity under high water availability, however, when subjected to the condition of low water availability showed high reductions compared to traditional genotypes.

O arsênio (As) é um semimetal,amplamente distribuído em toda a crosta terrestre, podendo ser encontrado em formas inorgânicas: arsenato (As5+) e arsenito (As3+) e orgânicas como a arsenobetaína (AsB), dimetil-arsênio (DMA) monometil-arsênio (MMA). As formas inorgânicas de As são mais tóxicas que as orgânicas. Patologias como hipertensão, diabetes e vários tipos de câncer estão associados com a exposição ao As inorgânico. Dentre as muitas fontes de exposição a este elemento químico, o arroz (Oryza sativa L.), tem sido destacado como uma das maiores fontes de exposição em populações não expostas diretamente ao As presente na água. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar a bioacessibilidade in vitro do As presente no arroz e avaliar em camundongos Swiss o acúmulo do semimetal nos tecidos bem como, possíveis alterações nos parâmetros redox em fígado e músculo decorrente do consumo de arroz contendo As. Para isto, na primeira etapa do estudo, o cultivar de arroz BR IRGA 409 foi plantado e divido em 2 grupos onde o primeiro foi chamado de As (-) (sem adição de As no solo) e outro plantado em solo contaminado com As na concentração de 10 mg/Kg, chamado de As (+). Após a colheita, foi verificado que o arroz do grupo As (+) apresentava uma maior concentração de As total no grão. Foram realizados testes de bioacessibilidade que demonstraram uma alta bioacessibilidade do As presente no arroz, principalmente das formas inorgânicas. Foram preparadas duas rações com o arroz plantado para administrar em 2 grupos de camundongos Swiss. Após o tratamento crônico por 100 dias, os amimais foram eutanasiados e coletados órgãos para avaliar o acúmulo do metaloide. Os tecidos que apresentaram um maior acúmulo de As foram bexiga, pelo, rim, baço, testículo, pele e fígado. Além disso, foram realizadas biópsias de músculo e tecido permeabilizados e determinação de parâmetros redox. Não foram observados diferenças estatísticas nas respirações do músculo e fígado. No entanto, observou-se, um aumento na formação de espécies reativas de oxigênio no fígado no grupo As (+), na presença de piruvato. Também foi demonstrado que nos animais expostos a uma maior concentração de As através da dieta ocorreu alterações na atividade enzimática e aumento da peroxidação lipídica. Finalmente, os resultados deste estudo demonstraram que o As inorgânico acumulado nos grãos de arroz se apresentam bioacessiveis e após a exposição pela dieta se distribuem por vários tecidos, levando a alterações em parâmetros redox no fígado. / Arsenic (As) is a metalloid, widely distributed throughout the Earth\'s crust. Arsenic. It can be found in inorganic forms such as (As5+) and arsenite (As3+) and organic compounds such as arsenobetaine (AsB), dimethyl-arsenic (DMA) and monomethylarsenic (MMA). Inorganic forms of As are more toxic than organic forms. Pathologies such as hypertension, diabetes and various types of cancer are associated with exposure to As inorganic. Among the many sources of exposure to this chemical element, rice (Oryza sativa L.) has been reported as the major source of human exposure in populations not exposed directly to As present in the water. In this sense, the objective of this study was to evaluate the in vitro bioaccessibility of As present in rice and to evaluate in Swiss mice the accumulation of semimetal tissues as well as possible changes in the redox parameters in liver and muscle of these animals by consumption of rice containing As by diet. For this, in the first stage of the study, rice cultivar BR IRGA 409 was planted and divided into 2 groups where the first was called As (-) (without addition of As in soil) and another planted in soil contaminated with As in concentration of 10 mg / kg, called As (+). After harvest, it was verified that the rice of the group As (+) had a higher concentration of As total in the grain. Bioaccessibility tests were performed that demonstrated a high bioaccessibility of As present in rice, mainly inorganic forms. Two feed were prepared with the planted rice to be administered in 2 groups of Swiss mice. After the chronic treatment for 100 days, the animals were euthanized and organs were collected to evaluate the accumulation of the metalloid. The tissues that presented a greater accumulation of As were bladder, hair, kidney, spleen, testicle, skin and liver. In addition, permeabilized muscle and tissue biopsies were performed and redox parameters were determined. No changes were observed on muscle and liver breathings. However, there is an increase in the formation of reactive oxygen species in the liver in the As (+) group in the presence of pyruvate. It has been also demonstrated that in animals exposed to a higher concentration of As through diet there were changes in enzymatic activity and increased lipid peroxidation. Finally, the results of this study demonstrated that the As inorganic accumulated in the rice grains are bioaccessible and after dietary exposure they are distributed through several tissues, leading to changes in redox parameters in the liver.