A Guzmania monostachia é uma espécie de bromélia heteroblástica, ou seja, na fase juvenil, ela apresenta a forma atmosférica e na fase adulta, ela adquire uma estrutura chamada de tanque, que pode armazenar água e nutrientes em momentos de seca esporádica. Ela também é reconhecida por ser C3-CAM facultativa, podendo ser induzida ao CAM através de estímulos ambientais como o a escassez d\'água. Estudos com outras espécies competentes para a expressão do CAM, há relatos de que tecidos jovens expressariam preferencialmente a fotossíntese C3 e passariam a expressar o CAM à medida que se tornassem maduros. No Laboratório de Fisiologia do Desenvolvimento Vegetal a indução do CAM em plantas adultas da espécie G. monostachia por déficit hídrico foi estudada e pôde-se constatar que essa bromélia possui folhas com regiões funcionais distintas: a porção basal seria responsável pela absorção de água e nutrientes e a porção apical encarregada de realizar, principalmente, a fotossíntese. Contudo, ainda não se possuía informação sobre como a ontogenia e as mudanças morfológicas estariam influenciando a competência para a expressão do CAM em folhas inteiras e nas diferentes porções foliares de G. monostachia. A fim de se caracterizar o CAM nesta espécie ao longo da ontogenia, foram selecionadas plantas em 3 fases ontogenéticas (Atmosférica, Tanque-1 e Tanque-2) e das fases Tanque-1 e 2 foram separados grupos de folhas representando 3 estágios de desenvolvimento (F1 - as 7 mais internas da roseta, F2- as 7 folhas seguintes da roseta e F3 - as 7 folhas localizadas mais na base da roseta). As plantas foram submetidas a 7 dias de déficit hídrico por meio da suspensão de rega. Outra coleta de material vegetal foi realizada com plantas Tanque-2 separando-se as folhas em grupos representando os mesmos 3 estágios de desenvolvimento utilizados no experimental anterior e dividindo-as em porções basal e apical. Medidas morfométricas foram feitas para caracterizar cada fase ontogenética. O teor de água dos tecidos das folhas foi determinado e o CAM foi detectado através do ensaio enzimático da PEPC, da MDH e da quantificação dos ácidos orgânicos (ácido cítrico e málico). As plantas Tanque-2 apresentaram mais que o dobro da capacidade de estocagem de água comparativamente às plantas Tanque-1. As plantas atmosféricas sofreram as maiores perdas de água em sua folhas (aproximadamente 50%); já as plantas com tanque tiveram decréscimos mais discretos no teor hídrico (em torno de 15%). Plantas de todas as fases ontogenéticas acumularam significativamente ácido málico durante a noite, evidenciando que, independente da ontogenia, as plantas foram competentes para expressar o CAM. De maneira semelhante, tanto as folhas mais jovens quanto as mais maduras exibiram acúmulos significativos de ácido málico, indicando que elas foram capazes de expressar o CAM nos 3 estágios de desenvolvimento escolhidos para este estudo. Portanto, no conjunto dos experimentais realizados, sugere-se que o fator mais importante para a expressão do CAM em plantas de G. monostachia seja o teor de água dos tecidos foliares e não a ontogenia. Plantas atmosféricas apresentaram a maior perda de água (aproximadamente 50%) concomitantemente à expressão do CAM. Já as regiões apicais dos grupos de folhas F1 das plantas Tanque-2 exibiram um decréscimo de 7% com acúmulo noturno de ácido málico e os grupos F2 e F3 perderam 12% da água de seus tecidos, resultando na inibição do CAM. Há indícios que o transporte de água nas plantas com tanque sob estresse hídrico ocorra das folhas mais maduras para as folhas mais jovens. Aparentemente, plantas jovens atmosféricas de G. monostachia possuem a capacidade de manter seu metabolismo mais ativo mesmo em condições que resultem em uma baixa quantidade de água nos tecidos foliares, indicando um certo grau de tolerância à seca. Ao contrário, nas plantas com tanque, essa capacidade parece não ser tão acentuada, sugerindo que esta fase esteja mais relacionada com estratégias de evitação à seca / Guzmania monostachia is a species of heteroblastic bromeliad, in other words, whereas in the juvenile phase, it assumes the atmospheric form, in the adult, it acquires a structure called a tank, by which water and nutrients can be stored in moments of sporadic drought. It is also recognized through being C3-CAM facultative, thus inducible to CAM through environmental stimuli, such as the lack of water. In the young plants of other species capable of CAM expression, there are reports of preferential C3 photosynthesis expression in young tissues, leading to CAM expression on reaching maturity. In the Laboratory of Plant Development Physiology, studies were made of CAM induction in adult plants of the species G. monostachia during the lack of water at times of drought. It was noted that this bromeliad possessed leaves with distinct functional regions: whereas the basal portion was responsible for the absorption of both water and nutrients, the apical was mainly responsible for photosynthesis. Nonetheless, there was no available information on how ontogeny and morphological changes could influence competence for CAM expression throughout the whole leaf, as well as in the different parts. In order to characterize CAM in this species throughout ontogeny, selection was concentrated on plants in the three ontogenetic phases (Atmospheric, Tank-1 and Tank-2), as well as in the Tank-1 and Tank-2 phases by separating groups of leaves representing the three stages of development in the rosette, viz., Stage1 - the seven inner-most leaves, Stage2 - the next seven, and Stage3 - the seven located more at the base. By suspending irrigation, all the plants were submitted to 7 days without water, whereupon further material was collected from Tank-2 plants. The leaves thus obtained were first divided into groups representing the same three developmental phases as used in the preceding experiment, and then separated into basal and apical portions. Morphometric measurement was applied to the characterization of each ontogenetic phase. Tissue water content in the leaves was defined, and CAM detected through PEPC enzymatic assaying, MDH, and organic acid (citric and malic) quantification. Tank-2 plants presented more than double the capacity to store water, when compared to Tank-1 plants. Whereas atmospheric plants underwent the greatest leaf-water loss (around 50%), the loss was less in those with tanks (around 15%). Significant nocturnal malic acid accumulation in plants in all the ontogenetic phases, placed in evidence plant competency for CAM expression, independent of the stage of development. Likewise, significant malic acid accumulation in both young leaves and more mature ones indicated their capacity for CAM expression in the three stages of development chosen for the present study. Thus, in the experiments carried out, it can be presumed that the most important factor for CAM expression in G. monostachia plants is leaf-tissue water content, and not ontogeny. Atmospheric plants presented the highest water loss (around 50%), which was concomitant with CAM expression. On the other hand, in the apical regions of Tank-2 plants, there was a drop of 7% in water content with nocturnal malic acid accumulation in stage-1 leaves, and a loss of 12% in tissue water in those in stage 2 and 3, with the consequential CAM inhibition. There is every indication that water-transport in tank plants undergoing water-stress occurs from more mature leaves to those younger. Apparently the more active metabolism in young G. monostachia atmospheric plants, even under conditions inducing low leaf-tissue water content, indicates a certain degree of drought tolerance. On the contrary, although this capacity in tank plants appears to be less accentuated, the tank phase is apparently more related to strategies for avoiding the effects of drought

A busca por fontes de energia renovável acontece em ritmo crescente em função do superaquecimento da Terra e mudanças climáticas causadas, especialmente, pela emissão de CO2. Entre as possibilidades de obter-se energia renovável, os biocombustíveis produzidos a partir do cultivo de microalgas apresentam-se como alternativa potencial. Microalgas podem alcançar altas taxas de produção a partir do consumo de energia luminosa, assimilação de nutrientes e biofixação de CO2 e sua biomassa pode dar origem a bioetanol, biogás, biodiesel e a outros bioprodutos de interesse biotecnológico. Visando avaliar a produção de biomassa e atividade metabólica, sob processo fotoautotrófico, 3 cepas de Chlorella sp. foram cultivadas em triplicata em fotobiorreatores bag (1ª ETAPA) e a cepa selecionada como mais produtiva foi cultivada em um fotobiorreator placa plana (2ª ETAPA) dimensionado para melhoramento de processos fotossintéticos. Para o cultivo, realizado em batelada, utilizou-se o meio M-8 com adição de 5% de CO2, radiação luminosa de 200 µmol.fótons.m-2.s-1 e fotoperíodo 12h claro/escuro. Foram monitoradas a assimilação de nutrientes, a taxa de CO2 biofixado, a produção de biomassa e determinado o perfil bioquímico. Na 1ª ETAPA, a cepa DAM04 apresentou o melhor desempenho com assimilação de 37,5% (157,61±17,39 de 420,00 mg.L-1) do nitrogênio e 16,1% (34,42±3,96 de 213,90 mg.L-1) do fósforo presente no meio de cultivo, taxa de CO2 biofixado de 0,193±0,019 g.L-1.d-1 e produção de biomassa de 2,22±0,21 g.L-1. A determinação do perfil bioquímico revelou acúmulo de lipídeos de 18,0±0,5%, constituídos por 50,0% de ácidos graxos saturados, 21,3% de monoinsaturados e 18,0% de polinsaturados e produtividade lipídica, proteica e de carboidratos de 25,20±1,80 mg.L-1.d-1, 62,02±4,43 mg.L-1.d-1 e 17,78±1,27 mg.L-1.d-1, respectivamente. Devido ao seu desempenho, a cepa DAM04 foi utilizada na 2ª ETAPA e o cultivo no fotobiorreator placa plana aumentou o desempenho da cepa em todos os parâmetros, implicando na assimilação de 89,1% (374,12±27,76 de 420,00 mg.L-1) do nitrogênio e 40,9% (87,37±10,12 de 213,90 mg.L-1) do fósforo, cerca de 3 vezes (de 0,193±0,019 para 0,593 g.L-1.d-1) da taxa de CO2 biofixado e da produção de biomassa (de 2,22±0,21 para 5,4 g.L-1) em relação ao fotobiorreator bag. O perfil bioquímico apresentou aumento na produtividade lipídica e proteica de, aproximadamente, 3 vezes (de 25,20±1,80 para 79,16±1,52 mg.L-1.d-1) e (de 62,02±4,43 para 168,44±1,25 mg.L-1.d-1), respectivamente, e 2 vezes na produtividade de carboidratos (de 17,78±1,27 para 40,46±0,33 mg.L-1.d-1) quando comparados ao fotobiorreator bag. A 2ª ETAPA reforçou o potencial da cepa DAM04 para aplicação na biossíntese de compostos bioenergéticos de aplicação na produção de biocombustíveis e coloca como desafio para futuros trabalhos a exploração do potencial das cepas para biofixação de maiores concentrações de CO2 e otimização da captação de radiação luminosa. / The search for renewable energy sources happens at an increasing rate due to the overheating of the earth and climate change caused especially by the emission of CO2. Some of the possibilities to obtain renewable energy, biofuels produced from microalgae cultivation are presented as potential alternative. Microalgae can achieve high production rates from light energy consumption, nutrient assimilation and CO2 biofixation and their biomass can give rise to bioethanol, biogas, biodiesel and other bio-products of biotechnological interest. Aiming to evaluate the production of biomass and metabolic activity under photoautotrophic process, 3 strains of Chlorella sp. was grown in triplicate in photobioreactor bag (1ª STAGE) and the most productive strain was seleted and grown in a photobioreactor flat plate (2ª STAGE) dimensioned for enhancing photosynthetic processes. For growing, performed, sequencing batch, we used the medium M-8 with addition of 5% CO2, light radiation 200 µmol.photons.m-2.s-1 and a photoperiod 12h light/dark. Were monitored assimilation of nutrients, CO2 biofixation rate, biomass production and determined the biochemical profile. In 1ªSTAGE, the DAM04 strain showed best performance with assimilation of 37,5% (157,61±17,39 of 420,00 mg.L-1) of nitrogen and 16,1% (34,42±3,96 of 213,90 mg.L-1) of phosphorus present in the medium, CO2 biofixation rate of 0,193±0,019 g.L-1.d-1 and biomass production 2,22±0,21 g.L-1. The determination of biochemical profile showed accumulation of lipids to 18,0± 0,5 %, consisting of 50,0 % of saturated fatty acids, 21,3 % of monounsaturated and 18,0 % polyunsaturated and lipid productivity, protein and carbohydrates of 25,2±1,80 mg. L-1.d-1, 62,02±4,43 mg. L-1.d-1 and 17,78±1,27 mg L-1.d-1, respectively. Due to its performance, DAM04 strain was used in STAGE 2 ª and cultivation in the photobioreactor flat plate increased strain performance in all parameters, resulting in the assimilation of 89,1 % (374,12±27,76 of 420,00 mg. L-1) of nitrogen and 40.9 % (87,37 of 213,90±10,12 mg. L-1) of phosphorus, about 3 times (of 0,193±0,019 to 0,593 g. L-1.d-1) of CO2 biofixation rate and biomass production (of 2,22±0,21 to 5,4 g. L-1) relative to the photobioreactor bag . The biochemical profile showed an increase in lipid and protein productivity of approximately 3 times (of 25,20±1,80 to 79,16±1,52 mg. L-1.d-1) and (of 62,02±4,43 to 168,44±1,25 mg. L-1.d-1), respectively, and 2 times in the productivity of carbohydrates (of 17,78±1,27 to 40,46±0,33 mg. L-1.d-1) compared to the photobioreactor bag. The 2 ª STAGE reinforced the potential of DAM04 strain for use in the biosynthesis of bioenergetic compounds application in the production of biofuels and puts as a challenge for future studies exploring the potential of strains to biofixation of higher CO2 concentrations and optimization capture light radiation.

O crescimento da população mundial promove o aumento por consumo de alimentos e energia, além da necessidade de uso sustentável dos recursos naturais, a planta sorgo sacarino tem demonstrado eficiência na absorção e consumo de nutrientes fornecendo matérias-primas importantes como celulose, etanol, bioetanol e alimentos na forma de açúcares e farinhas. Porém, informações quanto à exigência nutricional e a adubação de sorgo sacarino são escassas. Sendo o N e o K os nutrientes mais exigidos por esta espécie, desenvolveu-se estudo aplicando combinações de doses de N e K na solução fornecida para o sorgo sacarino. Foi adotado o esquema fatorial 5² incompleto perfazendo treze combinações de N e K, das respectivas doses de N: 28, 112, 210, 336 e 462 mg.L-1 combinados com as doses de K: 19.5, 117, 234, 312 e 429 mg.L-1. O delineamento experimental foi de blocos casualizados e quatro repetições. Durante o experimento as variáveis avaliadas foram: determinação do índice SPAD, atividade da enzima redutase do nitrato (RNO3-), taxa de assimilação de CO2 ¬¬(A), carboxilação instantânea de CO2 (A/Ci) e os acúmulos de N e K nas sementes, folhas, caule e raiz das plantas, posteriormente calculou-se o desenvolvimento radicular e a produção de biomassa seca por planta. Os resultados demonstraram aumento no índice SPAD com o crescimento do sorgo sacarino em todos os tratamentos, porém as maiores atividades da redutase do nitrato foram verificadas nas plantas dos tratamentos 112N/117K e 112N/312K. A maior produção de biomassa, área foliar e acúmulo de N na parte aérea e raízes foram no tratamento 336N/117K. As maiores quantidades acumuladas de K nas plantas foram observadas no caule dos tratamentos 336N/117K, 336N/312K e 462N/429K. Quanto à taxa de assimilação de CO2 (A), verificou-se no sorgo sacarino maiores taxas fotossintéticas com as combinações 210N/429K. As combinações de doses de 28N/429K e 336N/117K apresentaram maior eficiência instantânea de carboxilação (A/Ci). A massa seca das folhas contabilizadas para a área foliar foi inferior àquela obtida no tratamento da combinação de dose de N e K de 210N/234K. Notou-se maior crescimento e desenvolvimento das plantas de sorgo sacarino com a combinação de doses de N e K de 336N/117K em termos de produção de biomassa / The world population growth promotes the increase in demand a consumption of foods, fibres and energy, besides the need to save the natural resources. Among the plants researched, sweet sorghum demonstrated efficiency when using for nutrients and water and providing important feedstocks such as cellulose, ethanol, bioethanol and food in the way of sugars and flours. However, information from sweet sorghum crop management practices is still scarce, mainly concerning the mineral nutrition and fertilization. As the nutrients nitrogen and potassium the most required up by the plant of nitrogen combinations were nitrogen rates and potassium in sweet sorghum, hybrid BRS 506. It was set up a factorial scheme 5² incomplete, accounting thirteen combinations of nitrogen (N) and potassium (K). The respective doses of N: 28, 112, 210, 336 and 462 mg L-1 combined with K rates: 19.5, 117, 234, 312 and 429 mg L-1. The experimental design was a randomized block with four replications. Throughout the experiment, major variables were: evaluated estimating chlorophyll content, the activity of nitrate reductase, leaf CO2 assimilation rate, instantaneous carboxylation efficiency, accumulation N and K, root development and dry mass production of the plant. The findings were analyzed statistically using the SAS statistical software and graphics by surface response design and mean comparison. The results demonstrated increased in the SPAD index with growth of sweet sorghum in all treatments, but the highest activities of nitrate reductase were found in plants of 112N / 112N and 117K / 312K treatments. The largest production of biomass, leaf area and Nitrogen accumulation of in the shoot and roots were found in the combination of doses 336N and 117K. For K the greatest quantities are accumulated on the stem, with the combinations of doses of 336N / 117K, 336N / 462N and 312K/429K. As to CO2 assimilation rate observed on the sweet sorghum higher photosynthetic rates with 210N / 429K combinations. The combinations of doses of 28 N / 429K and 336N / 117K had higher instantaneous carboxylation efficiency. The dry mass of the leaf area was less than 83% compared with that of control treatments. In growth and development of sweet sorghum plant to 336N and 117K combination provided better results in terms of the biomass productivity

Thesis advisor: Dunwei Wang / Photosynthesis converts solar energy and stores it in chemical forms. It is one of the most important processes in nature. Artificial photosynthesis, similar to nature, can provide us reaction products that can potentially be used as fuel. This process promises a solution to challenges caused by the intermitted nature of solar energy. Theoretical studies show that photosynthesis can be efficient and inexpensive. To achieve this goal, we need materials with suitable properties of light absorption charge separation, chemical stability, and compatibility with catalysts. For large-scale purpose, the materials should also be made of earth abundant elements. However, no material has been found to meet all requirements. As a result, existing photosynthesis is either too inefficient or too costly, creating a critical challenge in solar energy research. In this dissertation, we use inorganic semiconductors as model systems to present our strategies to combat this challenge through novel material designs of material morphologies, synthesis and chemical reaction pathways. Guided by an insight that a collection of disired properties may be obtained by combining multiple material components (such as nanostructured semiconductor, effective catalysts, designed chemical reactions) through heterojunctions, we have produced some advanced systems aimed at solving fundamental challenges common in inorganic semiconductors. Most of the results will be presented within this dissertation of highly specific reaction routes for carbon dioxide photofixation as well as solar water splitting. / Thesis (PhD) — Boston College, 2013. / Submitted to: Boston College. Graduate School of Arts and Sciences. / Discipline: Chemistry.

A luz age influenciando direta e indiretamente aspectos fisiológicos das macroalgas como crescimento, desenvolvimento, reprodução, desempenho fotossintetizante e aclimatação. A radiação fotossinteticamente ativa (PAR) é a faixa de luz visível compreendida entre 400 e 700 nm, usada pelos organismos para execução da fotossíntese. Os costões rochosos estão sujeitos a uma variabilidade constante de luz que impõe às macroalgas, o desenvolvimento de eficientes estratégias com o objetivo de otimizar a fotossíntese e manter seu crescimento, além de evitarem a fotoinibição e o fotodano. O principal objetivo desta pesquisa foi caracterizar as repostas fisiológicas e composição química de Pterocladiella capillacea (Rhodophyta, Gelidiales) submetida a duas irradiâncias, 60 e 300 μmol fótons.m-2.s-1 ao longo de oito dias. Os parâmetros analisados foram: taxa de crescimento, desempenho fotossintetizante, teor de carbono, hidrogênio e nitrogênio intracelular, conteúdo pigmentar (ficobiliproteínas, clorofila a e carotenoides), proteínas solúveis totais, potencial antioxidante e teor de aminoácidos tipo micosporinas (MAAs). Por ser uma alga de sombra e não tolerar altas irradiâncias, Pterocladiella capillacea mostrou fotossensibilidade frente ao tratamento de maior intensidade luminosa, no entanto não foi evidenciado fotodano, indicando que a espécie possuiu mecanismos de repostas de tolerância eficientes, em especial ao dissipar energia não fotoquímica não regulada. Dessa forma, P.capillacea mostrou alta eficiência em fotoaclimatação e necessitou de pouca intensidade luminosa para manutenção de seus processos vitais. Os resultados do potencial antioxidante mostraram que a espécie é fonte natural de antioxidantes e pode ser utilizada como nutracêutico. Tal fato pode ser melhor explorado, já que o aumento de luz estimulou as defesas antioxidantes da espécie. A irradiância PAR em 300 μmol fótons.m-2.s-1propiciou o acúmulo de MAAs em P.capillacea, não foram observadas diferenças qualitativas na espécie ao longo do tempo, nem entre as irradiâncias. Foi identificada apenas o MAA chinorina, indicando que P.capillacea é fonte in natura deste composto amplamente utilizado pela indústria. Os resultados deste estudo complementam trabalhos ecofisiológicos prévios e fornecem subsídios a respeito da estratégia de vida de P. capillacea frente às mudanças em intensidades luminosa / The light acts directly and indirectly influencing physiological aspects of macroalgae such as growth, development, reproduction, photosynthetic performance and acclimatization. The photosynthetically active radiation (PAR) is the visible light that range between 400 and 700 nm, used by organisms for photosynthesis process. The rocky shores are under to a constant variability of light that imposes on macroalgae the development of efficient strategies in order to optimize photosynthesis and maintain the growth, avoiding photoinhibition and photodamage. The main objective of this research was to characterize the physiological responses and chemical composition of Pterocladiella capillacea (Rhodophyta, Gelidiales) submitted to two irradiances, 60 and 300 μmol fótons.m-2.s-1 over eight days. The parameters analyzed were: growth rate, photosynthetic performance, carbon, hydrogen and nitrogen intracellular, pigment content (phycobiliproteins, chlorophyll and carotenoids), total soluble protein, antioxidant potential and Mycosporine-like amino acids (MAAs). Although, P. capillacea is a shadow-type of seaweed and not tolerate high irradiance, Pterocladiella capillacea showed photosensitivity against the treatment of higher light intensity, but was not observed photodamage, indicating that the species possessed reset mechanisms of efficient tolerance, especially to dissipate photochemical energy unregulated. Thus, P. capillacea showed high efficiency in photoacclimation and required little light intensity to maintain their life processes. The results of the antioxidant potential showed that P. capillacea is a natural source of antioxidants and may be used as a nutraceutical. This can be better exploited, since the increase of light stimulated the antioxidant defenses of the species. Irradiance PAR at 300 μmol fótons.m-2.s-1 provided the MAAs accumulation in P. capillacea, there were no qualitative differences in species over time, or between irradiance. It was only identified the MAA chinorina, indicating that P. capillacea is a source in nature of this compound widely used by industry. The results of this study complement previous ecophysiological works and provide subsidies regarding P. capillacea life´s strategy to the changes in light intensities

O estresse causado pelo deficit hídrico em plantas de feijão é descrito como responsável por alterações na assimilação de carbono e produção de etileno. O objetivo deste estudo foi avaliar e caracterizar o desempenho fotossíntético e hormonal de plantas de feijão, variedade IAC Imperador, condicionadas a diferentes teores de água no solo durante seu ciclo. Plantas cultivadas em vasos foram submetidas a dois, quatro e seis dias sem irrigação na fase vegetativa ou reprodutiva da cultura, avaliando-se evapotranspiração da cultura, potencial hídrico das folhas, temperatura foliar, condutância estomática, transpiração, fotossíntese, produção de etileno, número de vagens por planta, número de grãos por vagem, massa média de grãos e produtividade por planta, comparando-se os tratamentos sob estresse com um controle de irrigação diária. As plantas apresentaram reduções significativas na condutância estomática, transpiração e fotossíntese com apenas dois dias sem irrigação em ambas as fases de desenvolvimento. Não foi verificado aumento de produção de etileno nas plantas de nenhum dos tratamentos sob estresse quando comparadas com plantas do controle com irrigação diária. Não houve diferença estatística entre os tratamentos para nenhum dos componentes de produtividade. O cultivar apresenta características que podem favorecer a tolerância a períodos de seca. / The stress caused by water deficit in bean plants is described as responsible for changes in carbon assimilation rates and ethylene production. The goal of this study was assess and characterize the photosynthetic and hormonal behaviour of bean plants, variety IAC Imperador, under different soil moisture contents during its cycle. Plants grown in pots were imposed to two, four and six days without irrigation at vegetative or reproductive phases, assessing crop evapotranspiration rate, leaf water potential, leaf temperature, stomatal conductance, transpiration, photosynthesis, ethylene production, number of pods per plant, number of grains per pod, grain average weight and yield per plant, comparing treatments under water stress against control with daily irrigation. Plants showed significant decreases in stomatal conductance, transpiration and photosynthesis with only two days without irrigation in both plant development stages. Plants from none of the seven treatments showed increased ethylene production when compared against plants from control with daily irrigation. There was no significant statistical difference among treatments for yield components. The variety showed characteristics that may favour the tolerance to low soil moisture periods.

Problemas causados pelo herbicida glyphosate na cultura da soja RR, constituem um tema bastante atual. No entanto, grande parte dos estudos disponíveis atualmente revelam os possíveis efeitos negativos do glyphosate ao crescimento e ao desenvolvimento da soja RR. Com o contínuo aumento da área de soja RR no mundo, muitos produtores relatam que algumas variedades apresentam sintomas de injúrias após a aplicação, sendo estás cultivadas em áreas que apresentam plantas daninhas de difícil controle. Objetivou-se com este trabalho avaliar os efeitos de doses crescentes do herbicida glyphosate nos caracteres agronômicos e parâmetros fotossintéticos da soja RR em condições de várzea sistematizada. Foram avaliados os determinados caracteres agronômicos: Densidades de plantas daninhas aos 0 DAA e 21 DAA, Controle de Plantas Daninhas aos 7, 14, 21 DAA, Fitotoxicidade aos 7,14 e 21 DAA, massa seca da parte planta-1, massa seca de raiz palnta-1, altura de plantas, inserção da primeira vagem, números de vagens planta-1, massa de 1.000 grãos e produtividade de grãos. Para os parâmetros fisiológicos avaliou-se a fotossíntese (A), condutância estomática (Gs), concentração interna de CO2 (Ci) e transpiração (E) em condições de várzea sistematizada. / Problems caused by glyphosate herbicide in RR soybean crop are a very current issue. However, much of the currently available studies reveal the possible negative effects of glyphosate on the growth and development of RR soybeans. With the continual increase of the RR soybean area in the world, many farmers report that some varieties show signs of injury after application, and are grown in areas with difficult to control weeds. The objective of this work was to evaluate the effects of increasing doses of glyphosate herbicide on agronomic traits and photosynthetic parameters of RR soybean under conditions of lowland systematized. The following agronomic characters were evaluated: Weed densities at 0 DAA and 21 DAA, Control of weeds at 7, 14, 21 DAA, Phytotoxicity at 7,14 and 21 DAA, dry mass of plant-1 part, dry mass of palnta-1 root, height of Plants, first pod insertion, plant-1 pod numbers, 1,000 grain mass and grain yield. For the physiological parameters photosynthesis, stomatal conductance, internal carbon, transpiration, water use efficiency and intrinsic efficiency were evaluated in lowland conditions.

A caracterização fisiológica da cultura de soja auxilia na compreensão do comportamento da planta em resposta ao ambiente, permitindo estabelecer estratégias de manejo mais eficientes. Sendo assim, o presente trabalho teve por objetivo: (i) analisar a taxa fotossintética e transpiratória por unidade foliar, caracterizando a participação de cada estrato foliar, (ii) avaliar a fotossíntese líquida e respiração em estratos foliares após a aplicação de fungicidas e (iii) verificar a influência da senescência foliar natural, induzida por doença e controlada pela aplicação de fungicidas em folhas do estrato inferior com diferentes níveis de desfolha. O experimento I foi conduzido em câmara de crescimento na área experimental do Campus da ESALQ/USP no Departamento de Ciências Biológicas, em Piracicaba-SP, em 2007, onde foram realizadas avaliações de trocas gasosas. O experimento II foi instalado na estação experimental da Basf em Santo Antônio da Posse-SP, em 2011, neste experimento foram realizadas avaliações de fotossíntese líquida e respiração no estrato superior e inferior de plantas com aplicação de estrobilurina e triazol. O experimento III foi conduzido no Campus II do UNIPAM em Patos de Minas-MG, em 2011, onde se avaliou a influência das folhas senescentes do estrato inferior ao nível de 0, 25, 50, 75 e 100% de desfolha e aplicação de fungicidas. De acordo com os resultados encontrados no experimento I é possível inferir que a participação de cada unidade foliar da planta de soja na fotossíntese líquida total e na transpiração total se dá em função do seu estádio de desenvolvimento. A aplicação de estrobilurina Piraclostrobina + Epoxiconazol direcionada em folha do estrato inferior apresentam incrementos na fotossíntese líquida e decréscimos na atividade respiratória. A retirada de folhas do estrato inferior de plantas de soja ocasiona decréscimos na formação e enchimento de vagens e consequentemente diminuição da produtividade que variam de 1140, 1740 e 1680 kg ha-1, em plantas com 100% de desfolha, para os tratamentos 1 (testemunha), 2 (Piraclostrobina + Epoxiconazol) e 3 (Epoxiconazol), respectivamente. / The physiological characterization of the soybean crop helps in understanding the behavior of the plant in response to the environment, allowing establishing more effective management strategies. Therefore, this study aimed to: (i) analyze the photosynthetic and transpiration rates per leaf area unit, featuring the participation of each stratum leaf, (ii) evaluate the net photosynthesis and respiration in lower layer leaves after application of foliar fungicides and (iii) verify the influence of natural leaf senescence induced by disease and controlled by applying fungicides on the lower layer leaves with different levels of defoliation. The experiment was carried out in growth chamber at the Biology Department in Piracicaba, São Paulo State, in 2007, where assessments of gas exchange were made. The experiment II was installed at the Basf experimental station in Santo Antonio da Posse, São Paulo State, in 2011, where net photosynthesis and respiration were evaluated in the upper and lower layer leaves of the plants with strobilurin and triazol application. The experiment III was carried out in the Campus II of UNIPAM, in Patos de Minas, Minas Gerais State, in 2011, where the influence of lower layer senescent leaves were evaluated at 0, 25, 50, 75 and 100% of defoliation and fungicides application. According to the results of experiment I, the participation of each foliar unit of soybean plant on the total net photosynthesis and transpiration was inferred as function of its phenological stage of development. The application of Pyraclostrobin (strobilurin) + Epoxiconazol in the lower layer leaves present increments on net photosynthesis and decreases the respiratory activity. The removal of the lower layer leaves of soybean plants caused a decreasing of pod formation and filling and, consequently, decreases productivity ranging from 1140, 1740 and 1680 kg ha-1 in plants with 100% defoliation, for the treatments 1 (untreated), 2 (Pyraclostrobin + Epoxiconazole) and 3 (Epoxiconazole), respectively.

Most global calcification is carried out by organisms which are also photosynthetic. In this study, the coccolithophore Emiliania huxleyi (Lohmann) Hay and Mohler and two species of hermatypic coral were used to: examine the effect of dissolved inorganic carbon (DIC) and light on photosynthesis and calcification; and determine the extent to which these two processes interact. A novel method of producing coccolith-less (non-calcifying) cells from calcifying cells of the same strain of E huxley! was developed thus allowing photosynthesis and calcification to be studied separately. The kinetics of photosynthesis in both types of cell, and of calcification in coccolith-bearing cells, were shown to be biphasic with respect to DIC concentration. The hiatus in all three cases was located at 1 mM DIC. This unusual pattern was shown to be the product of two carbon uptake mechanisms: an anion exchanger working at all DIC concentrations and an external carbonic anhydrase active only at low DIC concentrations. In contrast to the commonly-held view, this study demonstrated that calcification did not promote photosynthesis in E. huxleyi. Nevertheless, there was clearly strong biological control of calcification in this alga since DIC uptake was mediated by an anion transporter and a dehydroxylating enzyme. This work also showed that in E huxleyi, DIC addition enhanced photosynthesis at both limiting and saturating photon flux densities and that bicarbonate affected photochemical processes directly. Photosystem II activity was stimulated and non-photochemical quenching was reduced, possibly protecting the photosynthetic apparatus from damage by light. In the two corals; Porites porites and Acropora sp., strong biological control of calcium carbonate precipitation was also evident. Again, calcification did not stimulate photosynthesis. Calcification rates of Acropora sp. were monitored in the dark and although these were lower than in the light, they still increased dramatically with bicarbonate addition. This showed that high concentrations of the bicarbonate ion can compensate for the lack of light. Hence, it seems that in hermatypic corals, light-dependence of calcification may be facultative and not obligate. It is therefore clear from the results of this study that calcification and photosynthesis are not as closely coupled as has been previously thought. In neither E. huxleyi, nor in the hermatypic corals, were photosynthetic and calcification rates saturated at the present ambient DIC concentration of seawater.

Long, Xiaohang. / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2013. / Includes bibliographical references (leaves 146-165). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Abstract also in Chinese.