Submitted by Rodolfo Lizcano Toledo (rodolfolizcano@gmail.com) on 2017-04-11T19:04:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Rodolfo_Lizcano_Toledo.pdf: 3969406 bytes, checksum: 2ef5dd577215fbca06ae57d5b3bd9983 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-11T19:16:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lizcanotoledo_r_me_jabo.pdf: 3969406 bytes, checksum: 2ef5dd577215fbca06ae57d5b3bd9983 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-11T19:16:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lizcanotoledo_r_me_jabo.pdf: 3969406 bytes, checksum: 2ef5dd577215fbca06ae57d5b3bd9983 (MD5) Previous issue date: 2017-03-08 / O experimento foi conduzido em casa de vegetação na FCAV/UNESP. Objetivou-se avaliar a caracterização os sintomas visuais de deficiência de micronutrientes em folhas; e avaliar os efeitos desses micronutrientes no estado nutricional do maracujazeiro amarelo. No experimento foi utilizado solução nutritiva, como substrato vermiculita em extrato úmido. Foram utilizadas mudas de maracujá (Passiflora edulis Sims.) do híbrido comercial BRS Gigante Amarelo do Cerrado. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado; com oito tratamentos (solução completa (Controle), omissão de B, omissão de Cu, omissão de Fe, omissão de Mn, omissão de Mo, omissão de Zn, solução completa + Ni); e 5 repetições. Utilizou-se como unidade experimental; vasos com 8 dm-3 de substrato com 1 planta/vaso e 2 vasos por unidade experimental. Após 60 dias do plantio, foi avaliada a matéria seca de cada tratamento, foi feito diagnóstico visual das deficiências nutricionais em folhas. Semanalmente foi avaliado o teor de clorofila para estabelecer regressão linear ou quadrática, entre os teores de clorofila e as deficiências nutricionais de cada tratamento; uma avaliação de variáveis fisiológicas como a transpiração, fotossíntese, condutância estomática e concentração interna e externa de CO2. Avaliaram-se características morfológicas como desenvolvimentos de pêlos radiculares e alterações no mesofilo foliar. A ordem de manifestação das deficiências no experimento foram as seguintes: Fe>Mn>Zn>Cu>Mo>B; a toxicidade de Níquel apareceu aos 40 dias após ao transplante, com sintomas de clorose nas folhas novas, logo um amarelecimento geral e algumas partes brancas. A omissão de B resultou em deformações no limbo foliar e perda da dominância apical, mostrando deformação dos pontos de crescimento; a omissão de Mn ocasionou redução do crescimento e clorose generalizada das folhas jovens com reticulo grosso, a omissão de Fe resultou em uma clorose internerval, com aparência de reticulado fino, sendo Fe e Mn os primeiros nutrientes cuja omissão resulta em sintomas de deficiência nas plantas de maracujá, seguidos pelo zinco e cobre, e por último o boro. O zinco e cobre apresentaram deformação e alongamento das folhas reduzindo consideradamente a altura e desenvolvimento radicular, o molibdênio apresentou uma clorose nas folhas velhas que posteriormente se espalho de forma geral. Os teores dos micros na parte aérea e raiz variaram de acordo ao tratamento, refletindo em problemas morfológicos e a nível ultra-estrutural na célula e fisiológicos, alterando variáveis como a transpiração, fotossíntese, condutância estomática e a relação entre a concentração de CO2 nos espaços intercelulares e a concentração de CO2 no ambiente. A omissão de ferro foi o elemento que mais refletiu problemas pela formação de pêlos radicais, observando-se maior formação destes em condições de deficiência do elemento possivelmente por sua relação com os hormônios etileno e auxinas. Todos os tratamentos apresentaram um desarranjo e desorganização a nível ultra-estrutural, nas organelas como os cloroplastos, parede celular, grânulos de amidos, grânulos de lipídeos, núcleo, afetando o funcionamento da célula e causando problemas fisiológicos que refletem em sintomas visuais e no desenvolvimento do maracujazeiro. / The experiment was conducted in a greenhouse at FCAV / UNESP. The objective was to evaluate the characterization of the visual symptoms of micronutrient deficiency in leaves; And to evaluate the effects of these micronutrients on the nutritional status of yellow passion fruit. In the experiment, a nutrient solution was used, with vermiculite as a substrate in a humid extract. Passion fruit (Passiflora edulis Sims.) Seedlings of commercial hybrid BRS Gigante Amarelo do Cerrado were used. The experimental design was completely randomized; With eight treatments (complete solution (Witness), omission of B, omission of Cu, omission of Fe, omission of Mn, omission of Mo, omission of Zn, complete solution + Ni); And 5 replicates. It was used as experimental unit; Vessels with 8 dm-3 of substrate with 1 plant / pot and 2 pots per experimental unit. After 60 days of planting, the dry matter of each treatment was evaluated, and the nutritional deficiencies were evaluated in leaves. The chlorophyll content was evaluated weekly to establish linear or quadratic regression between chlorophyll levels and nutritional deficiencies of each treatment; besides an evaluation of physiological variables such as transpiration, photosynthesis, stomatal conductance and internal and external CO2 concentration. Morphological characteristics were evaluated by means of optical microscope as were the development of root hair and by means of transmission electron microscopy, changes in leaf mesophyll. The order of manifestation of the deficiencies in the experiment were as follows: Fe> Mn> Zn> Cu> Mo> B; The toxicity of Nickel appeared at 40 days after the experiment was carried out in the vessels with symptoms of chlorosis in the new leaves, thus a general yellowing and some white parts. The omission of B resulted in deformations in the leaf limb and loss of apical dominance, showing deformation of the growth points; The omission of Mn caused reduction of growth and generalized chlorosis of the young leaves with thick reticulum, the omission of Fe resulted in an internerval chlorosis, with the appearance of fine crosslinking, with Fe and Mn being the first nutrients whose omission results in symptoms of plant deficiency Of passion fruit, followed by zinc and copper, and finally boron. The zinc and copper presented deformation and elongation of the leaves, reducing considerably the height and root development, the molybdenum presented a chlorosis in the old leaves that later spread in general form. The contents of the microspheres in the shoot and root varied according to the treatment, reflecting in morphological and ultrastructural problems in the cell and physiological, changing variables such as transpiration, photosynthesis, stomatal conductance and the relation between the concentration of CO2 in the spaces And the concentration of CO2 in the environment. The iron omission was the element that most reflected problems due to the formation of radical hair, being observed a greater formation of iron under conditions of deficiency of the element possibly due to its relation with the hormones ethylene and auxins. The observations in the transmission electron microscope showed in all the treatments a derangement and disorganization at the ultrastructural level, in the organelles as the chloroplasts, cell wall, starch granules, lipid granules, nucleus, affecting the functioning of the cell and causing physiological problems Which reflect on visual symptoms and the development of passion fruit.

A acidez do solo é um dos principais fatores limitantes à produção vegetal. A toxicidade por alumínio, que ocorre apenas a pH baixo, tem sido extensamente investigada, enquanto o estresse causado pelo pH baixo tem recebido pouca atenção. Os estudos nesta área quase sempre presumem efeitos aditivos, e portanto independentes, da toxicidade por Al3+ e H+. Este provavelmente não é o caso, sendo que o pH baixo pode ser um fator de predisposição das células ao Al3+. As evidências indicam que o pH baixo causa desarranjos na parede de células em crescimento, gerando estresse que pode comprometer a sua funcionalidade e integridade. É provável que a susceptibilidade a este estresse deve ser dependente da pressão de turgor. Por sua vez, o metabolismo oxidativo e a geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) na parede celular podem modular a sua extensibilidade por romper ou criar ligações dentro ou entre cadeias de polissacarídeo. Há grande interesse em se conhecer se, à semelhança do que ocorre em leveduras, as células vegetais possuem um sistema de percepção e resposta a estresse da parede. Os pêlos radiculares em crescimento são sensíveis a pH baixo e estresse hipo-osmótico e constituem um bom modelo experimental para estes estudos. Os objetivos deste trabalho foram: a) Otimizar um sistema experimental para o estudo de pêlos radiculares de tomateiro (Solanum lycopersicum L. cv Micro-Tom); b) Avaliar as respostas dos pêlos radiculares ao estresse por pH baixo e hipo-osmolaridade; c) Examinar o papel da modulação oxidativa da parede celular nestas respostas; e d) Avaliar a resposta de diferentes mutantes hormonais de Micro-Tom a estes fatores de estresse. Os principais parâmetros avaliados foram a taxa de alongamento (µm.min-1) e a freqüência de rompimento dos pêlos. Tanto o estresse por pH baixo quanto choques hipo-osmóticos resultaram em taxas de alongamento significativamente diminuídos e o rompimento de pêlos radiculares, mas os efeitos dos tratamentos hipo-osmóticos foram mais marcantes. Uma curva de resposta frente à osmolaridade da solução externa revelou que a taxa de alongamento aumentou com a diminuição da osmolaridade até alcançar um limiar em que houve redução drástica da taxa de alongamento e começou-se a observar o rompimento de pêlos. Também se observou uma interação entre hipo-osmolaridade e pH baixo. O emprego do inibidor difenileno iodônio não forneceu evidências do envolvimento de NADPH oxidases da membrana plasmática na resposta de pêlos radiculares a choque hipo-osmótico ou pH baixo. Já no caso do inibidor ácido salicilhidroxâmico, encontrou-se evidências do envolvimento de peroxidases da parede. Nos mutantes hormonais dgt (pouco sensível a auxina) e epi (super produtor de etileno), mas não em not (deficiente em ácido abscísico), os pêlos radiculares apresentaram uma melhor resposta de ajustamento a choque hipo-osmótico do que Micro-Tom, reduzindo o alongamento e o rompimento dos pêlos. Este trabalho fornece fortes evidências de que os pêlos radiculares possuem um mecanismo de percepção e resposta a estresse da parede visando à manutenção de sua integridade e que apresentam bom potencial como sistema modelo nesta linha de pesquisa / Soil acidity is a major factor limiting plant growth worldwide. Aluminum toxicity, which occurs only at low pH, has been extensively studied, whereas low pH stress has received much less attention. Studies on Al3+ and H+ toxicity make the underlying assumption that the effects of these stress factors are additive, and, therefore independent of each other. However, this is most likely not the case and low pH may be a factor which increases susceptibility to further injury by Al3+. There is evidence that low pH causes disruption in cell wall structure of growing cells, which might jeopardize cell wall functionality and integrity. It is likely that turgor pressure plays an important role in cell wall stress caused by low pH. The apoplastic metabolism of reactive oxygen species (ROS) can modulate cell wall extensibility by making or breaking bonds within and between cell wall polysaccharides. A major question is whether, similarly to yeast, plant cells have a cell wall integrity signaling and response system. Growing root hairs are sensitive to low pH and hypo-osmotic stress and are potentially good experimental systems for such investigations. The objectives of this study were: a) Optimize an experimental system to examine tomato (Solanum lycopersicum L. cv Micro-Tom) root hairs; b) Examine the response of root hairs to low pH and hypo-osmotic stress; c) Examine the role of oxidative modulation of the cell wall in these responses; and d) Evaluate the response of different hormonal mutants of Micro-Tom to these stress factors. Root hair elongation rates (µm.min-1) and the frequency of cell bursting were the major experimental parameters which were evaluated. Both low pH and, more markedly, hypo-osmotic stress caused significant reductions in elongation rates and the bursting of root hair tips. In a response curve to varying osmolarities of the external medium, root hair elongation rates increased with decreasing osmolarities until a threshold was reached and elongation rates decreased drastically and the bursting of root hairs began to be observed. Interactions between low pH and hypo-osmolarity were observed. The use of the inhibitor diphenylene iodonium (DPI) did not provide evidence for the involvement of plasma membrane NADPH in the response of root hairs to low pH and hypo-osmotic shock. However, a role for cell wall peroxidases was provided by use of the inhibitor salicylhydroxamic acid (SHAM). Root hairs of the hormonal mutants dgt (low sensitivity to auxin) and epi (ethylene super producer), but not not (deficient in abscisic acid), displayed a more effective response to hypo-osmotic shock than Micro-Tom, by decreasing elongation rates and cell bursting to a greater degree. This study provides strong evidence to suggest that root hairs have a cell wall integrity response system and that root hairs are potentially good cell model systems for such research

A acidez do solo é um dos principais fatores limitantes à produção vegetal. A toxicidade por alumínio, que ocorre apenas a pH baixo, tem sido extensamente investigada, enquanto o estresse causado pelo pH baixo tem recebido pouca atenção. Os estudos nesta área quase sempre presumem efeitos aditivos, e portanto independentes, da toxicidade por Al3+ e H+. Este provavelmente não é o caso, sendo que o pH baixo pode ser um fator de predisposição das células ao Al3+. As evidências indicam que o pH baixo causa desarranjos na parede de células em crescimento, gerando estresse que pode comprometer a sua funcionalidade e integridade. É provável que a susceptibilidade a este estresse deve ser dependente da pressão de turgor. Por sua vez, o metabolismo oxidativo e a geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) na parede celular podem modular a sua extensibilidade por romper ou criar ligações dentro ou entre cadeias de polissacarídeo. Há grande interesse em se conhecer se, à semelhança do que ocorre em leveduras, as células vegetais possuem um sistema de percepção e resposta a estresse da parede. Os pêlos radiculares em crescimento são sensíveis a pH baixo e estresse hipo-osmótico e constituem um bom modelo experimental para estes estudos. Os objetivos deste trabalho foram: a) Otimizar um sistema experimental para o estudo de pêlos radiculares de tomateiro (Solanum lycopersicum L. cv Micro-Tom); b) Avaliar as respostas dos pêlos radiculares ao estresse por pH baixo e hipo-osmolaridade; c) Examinar o papel da modulação oxidativa da parede celular nestas respostas; e d) Avaliar a resposta de diferentes mutantes hormonais de Micro-Tom a estes fatores de estresse. Os principais parâmetros avaliados foram a taxa de alongamento (µm.min-1) e a freqüência de rompimento dos pêlos. Tanto o estresse por pH baixo quanto choques hipo-osmóticos resultaram em taxas de alongamento significativamente diminuídos e o rompimento de pêlos radiculares, mas os efeitos dos tratamentos hipo-osmóticos foram mais marcantes. Uma curva de resposta frente à osmolaridade da solução externa revelou que a taxa de alongamento aumentou com a diminuição da osmolaridade até alcançar um limiar em que houve redução drástica da taxa de alongamento e começou-se a observar o rompimento de pêlos. Também se observou uma interação entre hipo-osmolaridade e pH baixo. O emprego do inibidor difenileno iodônio não forneceu evidências do envolvimento de NADPH oxidases da membrana plasmática na resposta de pêlos radiculares a choque hipo-osmótico ou pH baixo. Já no caso do inibidor ácido salicilhidroxâmico, encontrou-se evidências do envolvimento de peroxidases da parede. Nos mutantes hormonais dgt (pouco sensível a auxina) e epi (super produtor de etileno), mas não em not (deficiente em ácido abscísico), os pêlos radiculares apresentaram uma melhor resposta de ajustamento a choque hipo-osmótico do que Micro-Tom, reduzindo o alongamento e o rompimento dos pêlos. Este trabalho fornece fortes evidências de que os pêlos radiculares possuem um mecanismo de percepção e resposta a estresse da parede visando à manutenção de sua integridade e que apresentam bom potencial como sistema modelo nesta linha de pesquisa / Soil acidity is a major factor limiting plant growth worldwide. Aluminum toxicity, which occurs only at low pH, has been extensively studied, whereas low pH stress has received much less attention. Studies on Al3+ and H+ toxicity make the underlying assumption that the effects of these stress factors are additive, and, therefore independent of each other. However, this is most likely not the case and low pH may be a factor which increases susceptibility to further injury by Al3+. There is evidence that low pH causes disruption in cell wall structure of growing cells, which might jeopardize cell wall functionality and integrity. It is likely that turgor pressure plays an important role in cell wall stress caused by low pH. The apoplastic metabolism of reactive oxygen species (ROS) can modulate cell wall extensibility by making or breaking bonds within and between cell wall polysaccharides. A major question is whether, similarly to yeast, plant cells have a cell wall integrity signaling and response system. Growing root hairs are sensitive to low pH and hypo-osmotic stress and are potentially good experimental systems for such investigations. The objectives of this study were: a) Optimize an experimental system to examine tomato (Solanum lycopersicum L. cv Micro-Tom) root hairs; b) Examine the response of root hairs to low pH and hypo-osmotic stress; c) Examine the role of oxidative modulation of the cell wall in these responses; and d) Evaluate the response of different hormonal mutants of Micro-Tom to these stress factors. Root hair elongation rates (µm.min-1) and the frequency of cell bursting were the major experimental parameters which were evaluated. Both low pH and, more markedly, hypo-osmotic stress caused significant reductions in elongation rates and the bursting of root hair tips. In a response curve to varying osmolarities of the external medium, root hair elongation rates increased with decreasing osmolarities until a threshold was reached and elongation rates decreased drastically and the bursting of root hairs began to be observed. Interactions between low pH and hypo-osmolarity were observed. The use of the inhibitor diphenylene iodonium (DPI) did not provide evidence for the involvement of plasma membrane NADPH in the response of root hairs to low pH and hypo-osmotic shock. However, a role for cell wall peroxidases was provided by use of the inhibitor salicylhydroxamic acid (SHAM). Root hairs of the hormonal mutants dgt (low sensitivity to auxin) and epi (ethylene super producer), but not not (deficient in abscisic acid), displayed a more effective response to hypo-osmotic shock than Micro-Tom, by decreasing elongation rates and cell bursting to a greater degree. This study provides strong evidence to suggest that root hairs have a cell wall integrity response system and that root hairs are potentially good cell model systems for such research