Philosophiae Doctor - PhD / Sorghum bicolor (L.) Moench is an important cereal crop currently explored as a potential bio-energy crop due to its stress tolerance and ability to ferment soluble sugars. Physiological studies on sorghum varieties have demonstrated that part of drought tolerance is attributed to sugar accumulation in the sorghum stems. Despite the agronomic advantages of sorghum as a bio-energy crop, more research efforts towards the molecular elucidation of sorghum traits that confer drought tolerance are necessary. Particular focus on traits, which could potentially contribute to an efficient bio-energy production under environmental constraints, would be an added advantage. This study examined the role of sugar biosynthesis proteins in conferring tolerance to drought-induced hyperosmotic stress, and ultimately osmotic adjustment in sorghum varieties. Sorghum bicolor (L.) Moench varieties (ICSB338, ICSB73, ICSV213 and S35) with different levels of drought tolerance, were grown under watered conditions until early anthesis after which, a 10-day water deficit period was introduced

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-24Bitstream added on 2014-06-13T19:54:08Z : No. of bitstreams: 1 destro_mvp_me_jabo.pdf: 321192 bytes, checksum: 2127c8e5aa73fa30f3aecc082ca22f9f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação para o Desenvolvimento da UNESP (FUNDUNESP) / No presente trabalho foi verificado o efeito do estresse salino associado a aplicacao exogena de espermidina (Spd) nos teores de glicina betaina da parte aerea de genotipos de guandu, IAC Fava Larga e Caqui, visando: (a) a utilizacao da glicina betaina como marcador bioquimico-fisiologico da salinidade; (b) verificar se a aplicacao exogena de Spd atenua os efeitos do estresse salino e (c) avaliar o crescimento inicial do guandu sob estresse salino. O experimento foi conduzido em sala de crescimento, com irradiancia de 190 Êmol m-2 s-1, fotoperiodo de 12 horas, temperatura de 25C e U.R. de 40%. A semeadura foi realizada em areia esteril, com adequado suprimento hidrico. Apos 10 dias, as plantulas foram transferidas para solucao nutritiva durante 20 dias para aclimatacao. A seguir, as plantulas foram alocadas nos tratamentos, sendo utilizado o delineamento experimental em blocos casualizados em esquema fatorial 2x2x4 com os fatores genotipos (IAC Fava Larga e Caqui), Spd (0,0 e 0,5 mM) e estresse salino (0, 20, 60 e 80 mM de NaCl). Apos 20 dias sob estresse, foram determinados o crescimento inicial e os teores de glicina betaina da parte aerea de ambos genotipos. Os resultados evidenciaram que, a glicina betaina pode ser indicada como um marcador bioquimico-fisiologico do estresse salino somente para eIAC Fava Larga. O estresse salino provocou reducao do crescimento inicial da parte aerea dos genotipos de guandu, IAC Fava Larga e Caqui. A aplicacao exogena de Spd nao atenuou os efeitos do estresse salino no crescimento, mas induziu o acumulo de glicina betaina no genotipo IAC Fava Larga sob menores niveis de NaCl. / In this work was undertaken to evaluate the effect of salt stress associated to exogenous spermidine (Spd) application on the level of glycine betaine in shoots of pigeonpea, genotypes IAC Fava Larga and Caqui (a) propose the use of this compatible osmolyte as a biochemical-physiological indicator of salinity; (b) to verify if the application exogenous of spermidine decreased the effects of salt stress and (c) to evaluate the initial growth of pigeonpea under salt stress. The experiment was carried in a grow room with irradiance of 190 Êmol m-2 s-1, photoperiod of 12 hours, with the temperature set to 25oC and the RH to 40%. Seeds were showed in sterile sand with adequate water supply. After ten days, seedlings were transferred to nutritive solution for twenty days for acclimation. The experiment was then arranged in randomized block design in a 2x2x4 factorial, corresponding to the genotypes (IAC Fava Larga and Caqui), Spd rates (control and 0.5 mM) and salt stress (0, 20, 60 and 80 mM NaCl). After 20 days under stress, was verified the effect of these treatments in the initial growth and determined the content of glycine betaine. The results showed that glycine betaine can be used as a biochemical-physiological marker of salt stress in IAC Fava Larga. The salt stress reduced initial growth of the both genotypes, IAC Fava Larga and Caqui. Exogenous Spd application did not attenuate the effects of salt stress on initial growth, but induced glycine betaine accumulation only in IAC Fava Larga under low NaCl levels.

Orientador: Durvalina Maria Mathias dos Santos / Banca: João Suzuki / Banca: Sonia Cristina Juliano Gualtieri de Andrade Perez / Resumo: No presente trabalho foi verificado o efeito do estresse salino associado a aplicacao exogena de espermidina (Spd) nos teores de glicina betaina da parte aerea de genotipos de guandu, IAC Fava Larga e Caqui, visando: (a) a utilizacao da glicina betaina como marcador bioquimico-fisiologico da salinidade; (b) verificar se a aplicacao exogena de Spd atenua os efeitos do estresse salino e (c) avaliar o crescimento inicial do guandu sob estresse salino. O experimento foi conduzido em sala de crescimento, com irradiancia de 190 Êmol m-2 s-1, fotoperiodo de 12 horas, temperatura de 25C e U.R. de 40%. A semeadura foi realizada em areia esteril, com adequado suprimento hidrico. Apos 10 dias, as plantulas foram transferidas para solucao nutritiva durante 20 dias para aclimatacao. A seguir, as plantulas foram alocadas nos tratamentos, sendo utilizado o delineamento experimental em blocos casualizados em esquema fatorial 2x2x4 com os fatores genotipos (IAC Fava Larga e Caqui), Spd (0,0 e 0,5 mM) e estresse salino (0, 20, 60 e 80 mM de NaCl). Apos 20 dias sob estresse, foram determinados o crescimento inicial e os teores de glicina betaina da parte aerea de ambos genotipos. Os resultados evidenciaram que, a glicina betaina pode ser indicada como um marcador bioquimico-fisiologico do estresse salino somente para eIAC Fava Larga. O estresse salino provocou reducao do crescimento inicial da parte aerea dos genotipos de guandu, IAC Fava Larga e Caqui. A aplicacao exogena de Spd nao atenuou os efeitos do estresse salino no crescimento, mas induziu o acumulo de glicina betaina no genotipo IAC Fava Larga sob menores niveis de NaCl. / Abstract: In this work was undertaken to evaluate the effect of salt stress associated to exogenous spermidine (Spd) application on the level of glycine betaine in shoots of pigeonpea, genotypes IAC Fava Larga and Caqui (a) propose the use of this compatible osmolyte as a biochemical-physiological indicator of salinity; (b) to verify if the application exogenous of spermidine decreased the effects of salt stress and (c) to evaluate the initial growth of pigeonpea under salt stress. The experiment was carried in a grow room with irradiance of 190 Êmol m-2 s-1, photoperiod of 12 hours, with the temperature set to 25oC and the RH to 40%. Seeds were showed in sterile sand with adequate water supply. After ten days, seedlings were transferred to nutritive solution for twenty days for acclimation. The experiment was then arranged in randomized block design in a 2x2x4 factorial, corresponding to the genotypes (IAC Fava Larga and Caqui), Spd rates (control and 0.5 mM) and salt stress (0, 20, 60 and 80 mM NaCl). After 20 days under stress, was verified the effect of these treatments in the initial growth and determined the content of glycine betaine. The results showed that glycine betaine can be used as a biochemical-physiological marker of salt stress in IAC Fava Larga. The salt stress reduced initial growth of the both genotypes, IAC Fava Larga and Caqui. Exogenous Spd application did not attenuate the effects of salt stress on initial growth, but induced glycine betaine accumulation only in IAC Fava Larga under low NaCl levels. / Mestre

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-03-09T17:45:13Z No. of bitstreams: 1 PDF - Wellison Filgueiras Dutra.pdf: 1654751 bytes, checksum: bcd1e314844a316ff16a6322c48764f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-21T21:02:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Wellison Filgueiras Dutra.pdf: 1654751 bytes, checksum: bcd1e314844a316ff16a6322c48764f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-21T21:03:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Wellison Filgueiras Dutra.pdf: 1654751 bytes, checksum: bcd1e314844a316ff16a6322c48764f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T21:03:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Wellison Filgueiras Dutra.pdf: 1654751 bytes, checksum: bcd1e314844a316ff16a6322c48764f9 (MD5) Previous issue date: 2015-02-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Cowpea is one of the most important food crops in the Brazilian semi-arid, however, in this region the water deficiency is a common condition, one of the most limiting factors for agricultural production, especially in the phases of germination and initial growth. In this sense, it has been studied to use some resistance-inducing substances, including salicylic acid. The aim of this work was to evaluate the application of salicylic acid to induce tolerance to drought in the stages of germination and initial growth of cowpea. Research consisted of a factorial 6 x 3 x 5, and 6 cowpea cultivars (BRS Guariba, BR 17 Gurguéia, BRS Aracê, BRS Marataoã, BRS Itaim e BRS Potengi) under three conditions in pre-sowing (SE = without soaking; AS = soaking in salicylic acid and AD = soaking in distilled water) and five potential water during germination and initial growth (-1.0, -0.8, -0.6, -0.4 and 0 MPa) totaling 90 treatments. Experimental design was completely randomized with five replications, and the plot was composed of 20 seeds. We evaluated the percentage of germination, germination speed index, growth and mass accumulation of stem, root and total, seed vigor, the activity of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and free proline content. Germination, vigor and root growth of cowpea seedlings are improved by soaking in salicylic acid for 8 hours. Antioxidant activity was enhanced on seedling by soaking the seeds in salicylic acid, especially in BRS Itaim. BRS Itaim endured better to reduced water potential by applying salicylic acid, given the increased activity of SOD, CAT and APX, which features a higher tolerance to stress. Continued growth of cowpea seedlings subjected to water deficit is associated with increased antioxidative activity of superoxide dismutase, catalase and ascorbate peroxidase. Soaking salicylic acid solution (10 -5 M) can be used to induce tolerance to drought during germination and initial growth of BRS Itaim cultivar. / O feijão caupi é uma das culturas alimentares mais importantes do semiárido brasileiro, entretanto, nessa região a deficiência hídrica é condição comum, sendo um dos fatores mais limitantes para a produção agrícola, principalmente nas fases de germinação e crescimento inicial. Nesse sentido, vem sendo estudada a utilização de algumas substâncias indutoras de resistência, entre elas o ácido salicílico. Objetivou-se, com esse trabalho, avaliar a aplicação de ácido salicílico como indutor de tolerância ao déficit hídrico nas fases de germinação e crescimento inicial de feijão caupi. A pesquisa constou de um fatorial 6 x 3 x 5, sendo 6 cultivares de feijão caupi (BRS Guariba, BR 17 Gurguéia, BRS Aracê, BRS Marataoã, BRS Itaim e BRS Potengi) submetidas a três condições na pré-semeadura (SE = sem embebição; AS = embebição em ácido salicílico e AD = embebição em água destilada) e cinco potenciais hídricos durante a germinação e o crescimento inicial (-1,0; -0,8; -0,6; -0,4 e 0 MPa) totalizando 90 tratamentos. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com 5 repetições, sendo a parcela composta por 20 sementes. Foram avaliados a porcentagem de germinação, o índice de velocidade de germinação, o crescimento e acúmulo de fitomassa da haste caulinar, da raiz e total, o vigor das sementes, a atividade da superóxido dismutase (SOD), da catalase (CAT), da ascorbato peroxidase (APX) e o teor de prolina livre. A germinação, o vigor e o crescimento da raiz das plântulas de feijão caupi são melhorados com a embebição em ácido salicílico durante 8 horas. A atividade antioxidante foi incrementada nas plântulas de feijão caupi com a embebição das sementes em ácido salicílico, especialmente na cultivar BRS Itaim. A BRS Itaim suportou melhor a redução do potencial hídrico com a aplicação de ácido salicílico, haja vista o aumento da atividade da SOD, CAT e APX, o que caracteriza uma maior tolerância ao estresse. A manutenção do crescimento das plântulas de feijão caupi submetidas ao déficit hídrico está relacionada com o aumento da capacidade antioxidativa das enzimas superóxido dismutase, catalase e ascorbato peroxidase. A embebição das sementes em solução de ácido salicílico (10 -5 M) pode ser utilizada na indução de tolerância ao déficit hídrico durante a germinação e crescimento inicial da cultivar BRS Itaim.

Submitted by Socorro Pontes (socorrop@ufersa.edu.br) on 2017-07-05T12:08:57Z No. of bitstreams: 1 LisianeLB_TESE.pdf: 1488335 bytes, checksum: 7e4835cb992ca6077a7e0786238ae496 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T15:03:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LisianeLB_TESE.pdf: 1488335 bytes, checksum: 7e4835cb992ca6077a7e0786238ae496 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-18T15:04:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LisianeLB_TESE.pdf: 1488335 bytes, checksum: 7e4835cb992ca6077a7e0786238ae496 (MD5) Previous issue date: 2015-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Carthamus tinctorius L. is promising specie for biodiesel production due to its better adaptation to low rainfall regions, moderate tolerance to salinity and good capacity to grow in different arid and semi-arid regions in the world. Meanwhile, its physiological, biochemical and molecular mechanisms involved in tolerance or susceptibility to salt and drought stresses are not yet fully understood. The aim of this work was to analyze growth and water status indicators as well as the possible contribution of inorganic and organic solutes in osmotic adjustment. Also, we have carried out semi-quantitative RT-PCR assays to detect P5CS, P5CR and BADH, enzymes involved in proline and glycine betaine pathways respectively in leaves and roots submitted to salt stress and drought. C. tinctorius responds differently to salt (50-100 mM NaCl) and water (-0.25 to -0.50 MPa PEG 6000) stresses. Treatments with NaCl and PEG 6000 have induced significant changes in growth, organic and inorganic solutes content and gene expression. However the intensity and type of response were different for each stress condition. Safflower was more sensitive to water stress. Salt stress has increased Na+ content in the leaves (8x in plants exposed to 100 mM NaCl and 2x in roots treated with NaCl 50 mM). Drought caused K+ accumulation in the leaves (Na+/K+ higher than 0.6) indicating a possible ionic toxicity. Organic solutes (sugar, protein, amino acid, proline and glycine betaine) have accumulated in leaves when submitted to water deficit as also in roots (proteins, amino acids and glycine betaine consider levels, and the roots accumulated proteins, amino acids and glycine betaine). Such effects show a possible osmotic adjustment. When treated with NaCl, the plants kept the content of organic solutes in the control. The gene marker expression shown that P5CS gene was expressed only in safflower leaves under salt and water severe stresses (100 mM NaCl and -0.50 MPa). P5CR was detected in all treatments and in the same level as well as in leaves and roots. BADH has been expressed in leaves only when subjected to drought. In roots, there was expression in both stresses (salt and water deficit). Safflower plants respond differently to the effects of salinity and water stress showing that plant response is treatment, dose and organ dependent / O Carthamus tinctorius L. vem se destacando nas pesquisas por ser uma espécie promissora para produção de biodiesel, ter boa adaptação a regiões de baixa pluviosidade, além de ser considerada uma cultura moderadamente tolerante a salinidade, podendo ser cultivada em diferentes regiões áridas e semiáridas do mundo. Como os mecanismos fisiológicos, bioquímicos e moleculares implicados na tolerância e/ou susceptibilidade aos estresses salino e déficit hídrico ainda não estão plenamente compreendidos para C. tinctorius, este trabalho teve como objetivo observar os indicadores de crescimento e status hídrico, a possível contribuição dos solutos inorgânicos e orgânicos no ajustamento osmótico, e o comportamento da expressão dos genes P5CS e P5CR, enzimas de síntese da prolina e BADH, enzima de síntese da glicina-betaína, em folhas e raízes de cártamo submetido aos estresses salino e déficit hídrico. Plantas de C. tinctorius responderam de forma diferenciada aos estresses salino e hídrico, induzidos por soluções de NaCl (50 e 100 mM) e por soluções de PEG 6000 (-0,25 e -0,50 MPa), respectivamente. Os tratamentos com NaCl e PEG 6000 foram capazes de induzir alterações significativas nos indicadores de crescimento e status hídrico, nos conteúdos de solutos orgânicos e inorgânicos e ainda na expressão dos genes. Contudo a intensidade e tipo de resposta foram diferentes em relação aos estresses aplicados. Para as variáveis de crescimento e status hídrico, o cártamo mostrou-se mais sensível ao estresse hídrico, possivelmente devido aos íons salinos manter o potencial osmótico. Com relação aos solutos inorgânicos, e em relação ao controle, o estresse salino provocou aumento do conteúdo de Na+ nas folhas, sendo de 8 vezes nas plantas tratadas 100 mM de NaCl, e de 2 vezes nas raízes tratadas com 50 mM de NaCl. Já o déficit hídrico provocou acúmulo de K+ nas folhas das plantas tratadas com PEG 6000. A relação Na+/K+ foi maior que 0,6 indicando uma possível toxidez iônica. Os solutos orgânicos acumularam-se quando as plantas foram submetidas ao déficit hídrico. As folhas acumularam açúcares, proteínas, aminoácidos, prolina e glicina betaína, e as raízes acumularam proteínas, aminoácidos e glicina betaína. Tais efeitos, evidenciam um possível ajustamento osmótico. Quando tratadas com NaCl, as plantas mantiveram o conteúdo de solutos orgânicos em relação ao controle. Quanto a expressão dos genes P5CS, P5CR e BADH, o cártamo respondeu de forma diferenciada. O gene P5CS expressou-se apenas nas folhas de cártamo, e somente sob os estresses salino e hídrico severos (100 mM de NaCl e -0,50 MPa). E o gene P5CR expressou-se em todos os tratamentos submetidos, como também nas folhas e raízes. BADH se expressou nas folhas somente quando submetidas ao déficit hídrico, e nas raízes, houve expressão em ambos estresses (salino e déficit hídrico). Plantas de cártamo respondem de forma diferenciada aos efeitos da salinidade e déficit hídrico, mostrando que a resposta das plantas é tratamento, dose e órgão dependente / 2017-07-05

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-11-09T18:58:25Z No. of bitstreams: 1 PDF - Erika Carla Fernandes de Macedo.pdf: 22558318 bytes, checksum: e24613d064cde5ab5e545b83201240b1 (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2017-11-17T18:21:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Erika Carla Fernandes de Macedo.pdf: 22558318 bytes, checksum: e24613d064cde5ab5e545b83201240b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-17T18:21:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Erika Carla Fernandes de Macedo.pdf: 22558318 bytes, checksum: e24613d064cde5ab5e545b83201240b1 (MD5) Previous issue date: 2017-05-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Cotton (Gossypium hirsutum L.) is one of the main commodities in the world and is widely cultivated in the Northeast, becoming an important source of income for small farmers in the region. However, considering the climatic peculiarities of the region, mainly as frequent estimates, it is important to identify genotypes tolerant to water stress. In this sense, the objective was to evaluate the resistance mechanisms of different cotton genotypes submitted to water deficit and recovery period, through growth indicators, physiological and biochemical descriptors. The experiment was carried out in October 2016 at the Brazilian Agricultural Research Corporation (EMBRAPA - Cotton), in Campina Grande - PB. Six genotypes of cotton (BRS 368 RF, BRS Seridó, CNPA 5M, BRS 286, BRS Aroeira, Embrapa 7MH) and water management (with and without water stress) were studied, combined without a 6 x 2 factorial scheme organized in pots, without design Fully randomized with 6 repetitions, with two evaluation periods: stress and recovery. (35 days of emergency) and after the recovery period (65 days of emergency). As variables analyzed were: growth indicators, osmotic adjustment indicators, leaf water potential and relative water content. Based on the exposure time for water stress, the BRS SERIDÓ genotype was more tolerant to water stress. BRS 368 RF genotype recovers faster with rehydration after water stress. The genus BRS SERIDÓ and BRS AROEIRA showed higher weight of fresh and dry mass of shoot and root without stress period. In the recovery period, BRS SERIDÓ and CNPA 5M genotypes with the highest concentration of fresh and dry biomass stand out. The genotype BRS SERIDÓ presented a higher concentration of proline and amino acid, under stress. No recovery period or BRS 7MH genotype expressed a higher concentration of such solutes. The highest carbohydrate concentration without a period of stress was BRS 368 RF. In the recovery of BRS 7MH genotype. / O algodoeiro (Gossypium hirsutum L.) é uma das principais commodities mundiais e bastante cultivada na região Nordeste, tornando-se importante fonte de renda aos pequenos agricultores da região. No entanto, levando em consideração as peculiaridades climáticas da região, principalmente, as frequentes estiagens, é importante a identificação de genótipos tolerantes ao estresse hídrico. Neste sentido, objetivou-se avaliar os mecanismos de resistência de diferentes genótipos de algodoeiro submetidos ao déficit hídrico e em período de recuperação, por meio de indicadores de crescimento, descritores fisiológicos e bioquímicos. O experimento foi realizado em casa de vegetação, no período de maio a julho de 2016, na Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA – Algodão), em Campina Grande - PB. Foram estudados seis genótipos de algodoeiro (BRS 368 RF, BRS Seridó, CNPA 5M, BRS 286, BRS Aroeira, Embrapa 7MH) e manejos hídricos (com e sem estresse hídrico), combinados no esquema fatorial 6 x 2 organizados em vasos, no delineamento inteiramente casualizado com 3 repetições, com dois períodos de avaliação: estresse e recuperação. Foram realizadas duas avaliações de crescimento: após a submissão ao déficit hídrico (35 dias da emergência) e após o período de recuperação (65 dias da emergência). As variáveis analisadas foram: indicadores de crescimento, indicadores de ajustamento osmótico, potencial hídrico das folhas e conteúdo relativo de água. Baseado no tempo de exposição ao déficit hídrico, o genótipo BRS SERIDÓ foi o mais tolerante a esta condição. O genótipo BRS 368 RF se recupera mais rápido, com a reidratação após o estresse hídrico. Os genótipos BRS SERIDÓ e BRS AROEIRA apresentaram maiores pesos de massa fresca e seca da parte aérea e de raízes, no período de estresse. Já no período de recuperação, destacaram-se os genótipos BRS SERIDÓ e CNPA 5M, com maiores concentrações de biomassa fresca e seca. O genótipo BRS SERIDÓ apresentou a maior concentração de prolina e aminoácidos, submetido ao estresse. No período de recuperação, o genótipo BRS 7MH expressou a maior concentração desses solutos. A maior concentração de carboidratos no período de estresse foi do genótipo BRS 368 RF e na recuperação, o genótipo BRS 7MH.

O déficit hídrico decorrente da seca se estabelece quando a absorção de água pelas raízes não consegue atender as demandas da planta, entre as quais estão a fotossíntese e transpiração, essenciais ao crescimento vegetal. Para avaliar a influência de déficits hídricos de diferentes intensidades nas relações hídricas, trocas gasosas, crescimento e acúmulo de carboidratos de Bauhinia forficata Link, plantas foram cultivadas em casa de vegetação durante três meses em vasos de 20 L e submetidas aos seguintes regimes: regas diária (controle) e regas a cada 7 (7D) e 15 dias (15D) retornando as regas diárias nos regimes 7D e 15D aos 75 dias de experimento. Em intervalos quinzenais (15, 30, 45, 60, 75, 90 dias) foram avaliados a umidade do solo (Usolo), potencial hídrico foliar (wf), a fotossíntese em resposta a radiação fotossinteticamente ativa (AxPAR) para obtenção da assimilação liquida máxima (Amax) e do ponto de saturação luminoso (PARsat), área foliar total (AFT) e massas secas (MS) de folhas (MSf), caules (MSc) e raízes (MSr). Foi também coletado material vegetal para as análises bioquímicas quantitativas dos teores de açúcares solúveis totais (AST), redutores (AR), amido (S) e prolina (Pro) por métodos colorimétricos e qualitativos da composição de carboidratos solúveis neutros por HPAEC/PAD e análise de açúcares alcoóis por GC/MS. O déficit hídrico afetou as relações hídricas, fotossíntese e crescimento das plantas, sendo que os menores valores de Usolo observados nos tratamentos 7D e 15D respectivamente, coincidiram com os menores wf, Amax e acúmulo de MS. Alterações nos PARsat em resposta ao déficit hídrico foram observadas apresentando valores médios de 665, 275 e 254 mol fótons m-2 s-1 no Controle, 7D e 15D respectivamente. O retorno das regas diárias após 75 dias de experimento, promoveu a recuperação de Amax (7,8 e 9,6 mol CO2 m-2 s-1) e dos PARsat (588 e 643 mol fótons m-2 s-1) das plantas 7D e 15D respectivamente aos 90 dias, com valores maiores daqueles observados nas plantas controle (4,7 mol CO2 m-2 s-1 e 631 mol fótons m- 2 s-1), sugerindo forte dependência da fotossíntese de B. forficata à disponibilidade hídrica no solo. Os baixos teores de amido em folhas nos tratamentos 7D e 15D podem explicar a manutenção dos teores de AST semelhante ao controle, bem como, o aumento dos ASTs após o retorno das regas diárias, os quais poderiam ser prontamente utilizados na osmorregulação e concomitante retomada do crescimento das plantas. A alta detecção de mio-inositol nas análises de HPAEC/PAD sugerem que os açúcares alcoóis podem constituir grande parte dos ASTs não redutores em folhas e raízes de B. forficata. Nas raízes, os aumentos na concentração de glicerol, galactinol e galactosilglicerol detectados por GC/MS seguem o gradiente de disponibilidade hídrica dos tratamentos, indicando uma função osmorreguladora destes açúcares em B. forficata. / The water deficit caused by drought occurs when root water uptake cannot attend plant demands to maintain photosynthesis and transpiration, two essential processes for plant growth. Aiming to evaluate the influence of water deficits of different intensities on water relations, gas exchange, growth, and carbohydrate accumulation, potted plants of Bauhinia forficata Link were grown under greenhouse conditions during three months and submitted to the following water regimes: daily irrigated (control) and irrigated every 7 (7D) or 15 days (15D), recovering the daily irrigations after 75 days of the beginning of the experiment. At fortnightly intervals (15, 30, 45, 60, 75, 90 days) we evaluated soil moisture (Usolo), leaf water potential (wf), photosynthesis in response to photosynthetically active radiation (AxPAR) to obtain the maximum net assimilation (Amax) and light saturation point (PARsat), total leaf area (AFT) and dry mass (MS) of leaves (MSf), stems (MSc) and roots (MSr). Leaves and roots were also sampled for analyses of total soluble sugars (AST), reducing sugars (AR), starch (S), and free proline (Pro) by colorimetric methods. The analyses of the soluble sugar composition were carried out by HPAEC/PAD and GC/MS. The imposed water stress affected the water relations, photosynthesis, and plant growth. Decreases in Usolo values observed in the treatments 7D and 15D, respectively, coincided with the lowest wf, Amax and accumulation of MS. Changes in PARsat in response to water deficit showed mean values of 665, 275, and 254 mol photons m-2 s-1 in control, 7D, and 15D, respectively. The re-watering after 75 days led to the recovery of Amax (7.8 and 9.6 mol CO2 m-2 s-1) and PARsat (588 and 643 mol photons m-2 s-1) of plants 7D and 15D, respectively, at 90 days, with higher values than those observed in the control plants (4.7 mol CO2 m-2 s-1 e 631 mol photons m-2 s-1), suggesting a strong dependence of the photosynthesis of B. forficata of the soil water availability. The low leaf starch contents in the 7D and 15D treatments could explain the maintenance of the concentration of AST similar to control, as well as the increase in AST contents after re-watering. These sugars could be promptly used for osmoregulation and concomitant re-start of plant growth. The presence of high amounts of of myo-inositol detected by HPAEC/PAD analysis suggests that sugar alcohols can constitute the major part of non-reducing ASTs in leaves and roots of B. forficata. In roots, increases in the contents of glycerol, galactinol, and galactoglycerol detected by GC/MS indicating that these sugars can play a role in the osmoregulation of B. forficata.

O metabolismo ácido das crassuláceas (CAM) representa uma importante via de assimilação de carbono fotossintético, caracterizado pela fixação do CO2 atmosférico durante o período da noite, por meio da enzima fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) e pelo acúmulo noturno de ácidos orgânicos. Nesse tipo de fotossíntese, os estômatos permanecem fechados durante a maior parte do dia e, consequentemente, propicia uma maior eficiência no uso da água quando comparado com plantas C3. Essa adaptação ecofisiológica permite às espécies CAM suportar alterações frequentes na disponibilidade de água no meio ambiente. Guzmania monostachia é uma bromélia epífita com tanque que apresenta a capacidade de alterar seu metabolismo fotossintético, passando de C3 a CAM, em resposta a condições ambientais estressantes, constituindo-se, portanto, num interessante modelo de estudo sobre plasticidade fisiológica. Algumas pesquisas anteriores do nosso laboratório mostraram que diferentes regiões foliares de G. monostachia podem desempenhar funções distintas em resposta à escassez hídrica. Foi visto que a expressão do CAM ocorreu com intensidades diferentes ao longo do comprimento foliar, sendo mais pronunciada na região apical. Um possível direcionamento da água da região basal para apical foi hipotetizado ocorrer, de forma que mesmo em situações de curta restrição hídrica (7 dias), a quantidade de água nos tecidos da porção apical permaneceu praticamente constante. Levando em consideração esses resultados prévios, a presente pesquisa teve como objetivo principal caracterizar o padrão de expressão do CAM nas folhas de diferentes estágios ontogenéticos (folhas jovens, intermediárias e maduras), bem como em suas porções, relacionando com as possíveis variações no estado hídrico durante a imposição da restrição no fornecimento de água por um período de até oito dias. E investigar se as variações do potencial hídrico foliar seriam decorrentes de alterações no acúmulo de ácidos orgânicos e/ou açúcares solúveis nas diferentes porções foliares e nas folhas em diferentes estágios do desenvolvimento. Para tanto, plantas de G. monostachia tiveram a rega suspensa durante oito dias e, posteriormente, elas foram reidratadas por dois dias consecutivos. As coletas foram realizadas nas seguintes condições experimentais: 1) sem suspensão de rega, ou seja, as plantas foram mantidas bem hidratadas (controle), 2) com suspenção de rega por 1, 4 e 8 dias e 3) com retorno à rega após o período de seca (2 dias de reidratação). Amostras de folhas em diferentes fases de desenvolvimento (jovens, intermediárias e adultas) foram divididas em três porções ápice, mediana e base para determinação do potencial hídrico, conteúdo relativo de água e abertura do poro estomático, além dos ensaios da atividade enzimática da PEPC, quantificação de açúcares solúveis e do acúmulo noturno de ácido málico. Os resultados demonstraram que as regiões apical e mediana de todas as folhas pertencentes aos diferentes estágios de desenvolvimento da roseta expressaram o CAM, quando submetidas a uma situação de restrição hídrica por no mínimo quatro dias. A porção apical foi a que apresentou os parâmetros indicativos desse metabolismo de forma mais intensa. Além disso, com a imposição à seca, a transição entre o metabolismo C3 para o CAM clássico parece ocorrer até o quarto dia de suspenção de rega, com abertura dos estômatos predominantemente no período da noite e, ao estender o período de escassez hídrica para oito dias, foi possível observar a transição para o CAM do tipo idling, isto é, com fechamento estomático diuturnamente. Observou-se também, uma redução gradual do potencial hídrico ao longo do período de exposição à seca, principalmente no ápice de folhas de diferentes estágios ontogenéticos. Além disso, o ápice das folhas de todos os grupos ontogenéticos e, em especial, as folhas jovens (incluindo as porções mediana e basal) foram os que não apresentaram redução do conteúdo hídrico durante o tratamento de seca por oito dias. Entretanto, a partição de açúcares solúveis foi alterada, de forma que a porção da basal, a qual inicialmente mantinha as maiores quantidades de carboidratos, apresentou reduções significativas no conteúdo de frutose e glicose com o prolongamento da seca para 8 dias. Já a porção apical, teve um comportamento inverso. Esses resultados sugerem que o tratamento de déficit hídrico pode desencadear um ajuste osmótico tanto nos diferentes grupos foliares da roseta quanto no limbo foliar, direcionando, preferencialmente, o transporte da água às folhas jovens e ao ápice das folhas de diferentes idades. Com a retomada da rega, após um período de déficit hídrico de oito dias, notou-se que apenas dois dias de rega normalizada foram suficientes para que o conteúdo hídrico fosse totalmente recuperado. No entanto, a partição de açúcares solúveis entre as folhas da roseta, não apresentou um padrão semelhante ao controle (plantas bem hidratadas). O metabolismo fotossintético também não foi revertido de CAM para C3, sugerindo ser necessário um período maior de reabastecimento de água no tanque / Crassulacean acid metabolism (CAM) is a photosynthetic CO2 fixation pathway that evolved in some plants. It is characterized by the fixation of atmospheric CO2 during the night, by the enzyme phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) and nocturnal organic acid accumulation. In a plant using CAM, the water use efficiency is maximized because the stomata remain closed during daytime and open at night when the relative humidity of the air is higher. Guzmania monostachia, an epiphytic bromeliad, is an interesting plant model because it presents the ability to change its photosynthetic metabolism, from C3 to CAM, in response to stressful environmental conditions. Previously studies demonstrated that different leaf regions of G. monostachia performed distinct functions in response to water stress. In addition, CAM expression was more pronounced in the apical region. Even in situations of water restriction for 7 days, the amount of water in the tissues of the apical portion remained almost constant. Then, the present study hypothesized that the water may be transported from the base to the apex. The present study aimed at characterize the CAM expression pattern in leaf blade and among different foliar groups (younger, intermediate and older leaves), relating them to variations in water status during suspension irrigation for a period of up to eight days. In addition, the present study investigated if the possible variations of the water leaf potential would be due to changes in the accumulation of organic acids and/or soluble sugars in different leaf portions at different foliar ontogenetic groups. Three experimental conditions were carried out: 1) well-watered condition (control), 2) under suspension irrigation (for 1, 4 and 8 days) and 3) rewatered treatment, after drought period (watered daily for two days). Leaf samples of different foliar groups (younger, intermediate and older) were divided into three portions (apex, middle and base) for determination of water potential, relative water content, stomatal aperture, PEPC activity, quantification of soluble sugars and nocturnal malate accumulation. Results indicated that apical and middle portions of all the leaves belonging to different foliar groups of the rosette expressed CAM when watering was suspended for at least four days. The apical portion displayed the most intense parameters indicative of CAM expression. In addition, with drought imposition, the transition from C3 metabolism to classic CAM appears to occur up to the fourth day of irrigation suspension, with stomatal aperture during nighttime. When extending the period of water shortage for eight days, the establishment of a typical CAM-idling pathway, with stomatal closure during day and night, was verified It was also observed a gradual reduction of water potential, during the period of exposure to drought, mainly at the apical of leaves of different foliar groups. At the apex of all foliar ontogenetic groups, and especially the younger leaves (including the middle and basal portions) were those that did not present reduction of water content during the drought treatment for eight days. However, the partition of soluble sugars was altered, so that the basal portion, which initially maintained the highest carbohydrate levels, showed significant reductions in the fructose and glucose content with prolongation of the drought for 8 days. The apical portion had the opposite behavior. These results suggest that drought treatment can trigger an osmotic adjustment both in the different leaf ontogenetic groups of the rosette and of the leaf blade. In this way, the water transport preferably favors the younger leaves and the apical of the different leaf developmental stages. After a period of water deficit, the plants were rehydrated (for two days) and the water content was fully recovered. However, the partition of soluble sugars along the rosette leaves did not present a pattern similar to that observed before of the beginning of the hydration interruption. The photosynthetic metabolism was also not reversed from the CAM to C3, suggesting that a longer tank replenishment period is necessary

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:15:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndreMO_DISSERT.pdf: 1092497 bytes, checksum: 58516c6688820fdb0dbf9a4c3e12b9a2 (MD5) Previous issue date: 2011-03-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The brackish waters may represent a great potential in agricultural production profitable, depending on the adoption of proper cultural practices and the crop tolerance to salinity. Hydroponic systems can contribute to the production of vegetables when you use lower quality water, because the saturation state of the plants are subjected, enables increased tolerance of the same salinity. However, studies to be conducted in order to increase information about the use of brackish water in hydroponic systems, and also looking for information on levels of crop response to salinity are of fundamental importance to improve investment yields in hydroponics, especially in the Northeast Brazil. Given the lack of information for the crops of melons and tomatoes hydroponically, the objective was to investigate the potential use of brackish water and desalinator in such cultures. Two experiments were conducted with two melons and tomatoes in open hydroponic system in the greenhouse of the Universidade Federal Rural do Semi-arido (UFERSA) in Mossoró-RN. We evaluated the melon (Cucumis melo L.), cantaloupe, the AF 015, in terms of growth and production, the first experiment using saline waste with different levels of salinity throughout the cycle, and the second experiment the melon crop exposed to salt stress at different stages. The third and fourth experiments the culture was evaluated tomato (Lycopersicon esculentum L.), cherry, and tomato cultivar Fern Group Santa Cruz, Kada Gigante cultivar, respectively, using water desalinator in the nutrient solution in different dilutions, and latter at different stages of implementation. We used three different sources of water. The drinking water came from the public supply system that supplies the campus UFERSA. The brackish water was obtained from deep artesian well located in the Departmento de Ciências Ambientais of UFERSA. Already the desalination reject water was collected in the community Puxa Boi, located in Mossoró, RN. For the four experiments, we used a hydroponic system equipped with pots filled with coconut fiber, in which each vessel representing a separate plot. The application of brackish water and desalinator the nutrient solution of higher electrical conductivity, caused reductions in the growth and production of both the melon and tomato, but with no death of plants, showing the strength of the same water salinity this cropping system. It was also observed that at lower levels of salts, ie at higher dilutions with water supply, little or no significant difference was observed in the data collected. What can be considered as a viable alternative to the use of lower quality water when applied at dilutions of nutrient solution via hydroponic cultivation. / As águas salobras podem representar grande potencial na produção agrícola rentável, dependendo da adoção de práticas culturais adequadas, bem como da tolerância da cultura à salinidade. Os sistemas hidropônicos podem contribuir na produção de hortaliças quando se utiliza água de qualidade inferior, pois o estado de saturação que as plantas estão submetidas, possibilita o aumento da tolerância das mesmas à salinidade. Contudo, estudos a ser realizados visando o aumento de informações sobre o uso de águas salobras em hidropônia, e também buscando informações sobre os níveis de resposta das culturas a salinidade, são de fundamental importância para aperfeiçoar os investimentos em produções hidropônicas, principalmente na região nordeste do Brasil. Tendo em vista a falta de informação para as culturas do melão e tomate hidropônico, o objetivo deste trabalho foi averiguar o potencial de utilização de águas salobras e de rejeito de dessalinizador em tais culturas. Foram realizados dois experimentos com melão e dois com tomate, em sistema hidropônico aberto dentro de casa de vegetação no Campus da Universidade Federal Rural do Semi-árido (UFERSA) em Mossoró-RN. Foi avaliado o comportamento do meloeiro (Cucumis melo L.) do tipo cantaloupe, cultivar AF 015, sob os aspectos de crescimento e produção, sendo o primeiro experimento utilizando rejeito salino com diferentes níveis de salinidade, ao longo de todo o ciclo, e o segundo experimento a cultura do melão exposta a condições de estresse salino em diferentes estádios. O terceiro e quarto experimentos a cultura avaliada foi o tomate (Lycopersicon esculentum L.) do grupo cereja, cultivar Samambaia e o tomate do grupo Santa Cruz, cultivar Kada Gigante, respectivamente, utilizando água de rejeito de dessalinizador na solução nutritiva em diferentes diluições, sendo este último em diferentes épocas de aplicação. Foram utilizadas três fontes diferentes de água. A água potável era proveniente do sistema de abastecimento público que abastece o campus da UFERSA. A água salobra, era obtida do poço artesiano profundo localizado no Departamento de Ciências Vegetais da UFERSA. Já a água de rejeito do dessalinizador era coletada na comunidade Puxa Boi, localizada em Mossoró, RN. Para os quatro experimentos realizados, utilizou-se um sistema hidropônico dotado de vasos preenchidos com fibra de coco, em que cada vaso representava uma parcela independente. A aplicação de água salobra e de rejeito de dessalinizador na solução nutritiva de maiores condutividades elétricas, provocou reduções nos parâmetros crescimento e de produção, tanto do melão quanto do tomate, contudo sem haver morte de plantas, evidenciando a resistência das mesmas a salinidade da água nesse sistema de cultivo. Foi observado, também, que nos menores níveis de sais, isto é, nas maiores diluições com água de abastecimento, pouco ou quase nenhuma diferença significativa foi observada nos dados coletados. O que pode ser considerado como alternativa viável na utilização das águas de qualidade inferiores quando aplicadas em diluições de solução nutritiva via sistema hidropônico de cultivo.

O déficit hídrico decorrente da seca se estabelece quando a absorção de água pelas raízes não consegue atender as demandas da planta, entre as quais estão a fotossíntese e transpiração, essenciais ao crescimento vegetal. Para avaliar a influência de déficits hídricos de diferentes intensidades nas relações hídricas, trocas gasosas, crescimento e acúmulo de carboidratos de Bauhinia forficata Link, plantas foram cultivadas em casa de vegetação durante três meses em vasos de 20 L e submetidas aos seguintes regimes: regas diária (controle) e regas a cada 7 (7D) e 15 dias (15D) retornando as regas diárias nos regimes 7D e 15D aos 75 dias de experimento. Em intervalos quinzenais (15, 30, 45, 60, 75, 90 dias) foram avaliados a umidade do solo (Usolo), potencial hídrico foliar (wf), a fotossíntese em resposta a radiação fotossinteticamente ativa (AxPAR) para obtenção da assimilação liquida máxima (Amax) e do ponto de saturação luminoso (PARsat), área foliar total (AFT) e massas secas (MS) de folhas (MSf), caules (MSc) e raízes (MSr). Foi também coletado material vegetal para as análises bioquímicas quantitativas dos teores de açúcares solúveis totais (AST), redutores (AR), amido (S) e prolina (Pro) por métodos colorimétricos e qualitativos da composição de carboidratos solúveis neutros por HPAEC/PAD e análise de açúcares alcoóis por GC/MS. O déficit hídrico afetou as relações hídricas, fotossíntese e crescimento das plantas, sendo que os menores valores de Usolo observados nos tratamentos 7D e 15D respectivamente, coincidiram com os menores wf, Amax e acúmulo de MS. Alterações nos PARsat em resposta ao déficit hídrico foram observadas apresentando valores médios de 665, 275 e 254 mol fótons m-2 s-1 no Controle, 7D e 15D respectivamente. O retorno das regas diárias após 75 dias de experimento, promoveu a recuperação de Amax (7,8 e 9,6 mol CO2 m-2 s-1) e dos PARsat (588 e 643 mol fótons m-2 s-1) das plantas 7D e 15D respectivamente aos 90 dias, com valores maiores daqueles observados nas plantas controle (4,7 mol CO2 m-2 s-1 e 631 mol fótons m- 2 s-1), sugerindo forte dependência da fotossíntese de B. forficata à disponibilidade hídrica no solo. Os baixos teores de amido em folhas nos tratamentos 7D e 15D podem explicar a manutenção dos teores de AST semelhante ao controle, bem como, o aumento dos ASTs após o retorno das regas diárias, os quais poderiam ser prontamente utilizados na osmorregulação e concomitante retomada do crescimento das plantas. A alta detecção de mio-inositol nas análises de HPAEC/PAD sugerem que os açúcares alcoóis podem constituir grande parte dos ASTs não redutores em folhas e raízes de B. forficata. Nas raízes, os aumentos na concentração de glicerol, galactinol e galactosilglicerol detectados por GC/MS seguem o gradiente de disponibilidade hídrica dos tratamentos, indicando uma função osmorreguladora destes açúcares em B. forficata. / The water deficit caused by drought occurs when root water uptake cannot attend plant demands to maintain photosynthesis and transpiration, two essential processes for plant growth. Aiming to evaluate the influence of water deficits of different intensities on water relations, gas exchange, growth, and carbohydrate accumulation, potted plants of Bauhinia forficata Link were grown under greenhouse conditions during three months and submitted to the following water regimes: daily irrigated (control) and irrigated every 7 (7D) or 15 days (15D), recovering the daily irrigations after 75 days of the beginning of the experiment. At fortnightly intervals (15, 30, 45, 60, 75, 90 days) we evaluated soil moisture (Usolo), leaf water potential (wf), photosynthesis in response to photosynthetically active radiation (AxPAR) to obtain the maximum net assimilation (Amax) and light saturation point (PARsat), total leaf area (AFT) and dry mass (MS) of leaves (MSf), stems (MSc) and roots (MSr). Leaves and roots were also sampled for analyses of total soluble sugars (AST), reducing sugars (AR), starch (S), and free proline (Pro) by colorimetric methods. The analyses of the soluble sugar composition were carried out by HPAEC/PAD and GC/MS. The imposed water stress affected the water relations, photosynthesis, and plant growth. Decreases in Usolo values observed in the treatments 7D and 15D, respectively, coincided with the lowest wf, Amax and accumulation of MS. Changes in PARsat in response to water deficit showed mean values of 665, 275, and 254 mol photons m-2 s-1 in control, 7D, and 15D, respectively. The re-watering after 75 days led to the recovery of Amax (7.8 and 9.6 mol CO2 m-2 s-1) and PARsat (588 and 643 mol photons m-2 s-1) of plants 7D and 15D, respectively, at 90 days, with higher values than those observed in the control plants (4.7 mol CO2 m-2 s-1 e 631 mol photons m-2 s-1), suggesting a strong dependence of the photosynthesis of B. forficata of the soil water availability. The low leaf starch contents in the 7D and 15D treatments could explain the maintenance of the concentration of AST similar to control, as well as the increase in AST contents after re-watering. These sugars could be promptly used for osmoregulation and concomitant re-start of plant growth. The presence of high amounts of of myo-inositol detected by HPAEC/PAD analysis suggests that sugar alcohols can constitute the major part of non-reducing ASTs in leaves and roots of B. forficata. In roots, increases in the contents of glycerol, galactinol, and galactoglycerol detected by GC/MS indicating that these sugars can play a role in the osmoregulation of B. forficata.