A síndrome Kranz é um conjunto de características anatômicas, ultra-estruturais e bioquímicas que culminam na realização da fotossíntese C4. Tal síndrome apresenta grande diversidade dentre as Angiospermas, tornando-se conveniente seu estudo em todos os níveis acima citados para a completa caracterização da mesma. No presente trabalho foi investigada a síndrome Kranz de Gomphrena arborescens e G. scapigera (Amaranthaceae) com ênfase na origem ontogenética da bainha Kranz, na descrição ultra-estrutural e na confirmação bioquímica sobre o tipo de fotossíntese C4. O desenvolvimento foliar dessas espécies indica que a bainha Kranz é originada da camada mais interna do mesofilo, a endoderme foliar. Uma discussão sobre os termos presentes na literatura para a descrição dessa bainha, todos eles focados em sua função na fotossíntese C4, demonstra a importância de se utilizar termos que informem a origem ontogenética dessa bainha, como endoderme e periciclo. Na análise ultra-estrutural, foram identificados possíveis fatores que interferem na fotossíntese de ambas as espécies, como o espessamento e a composição da parede da bainha Kranz, o posicionamento centrípeto dos cloroplastos e a presença de retículo periférico nos mesmos. Embora a análise bioquímica tenha resultado em informações ainda não conclusivas, o dimorfismo dos cloroplastos sugere a realização da fotossíntese C4 do tipo NADP-ME. O presente trabalho, de uma forma geral, contribui ao conhecimento da síndrome Kranz dentre as Amaranthaceae s.s., um grupo em que a ultra-estrutura e a bioquímica ainda são pouco conhecidas, e ressalta a importância dos estudos anatômicos, principalmente com enfoque ontogenético, para o melhor conhecimento da diversidade da síndrome Kranz dentre as Angiospermas. / The Kranz syndrome is a set of anatomical, ultrastructural and biochemical features that culminate in the C4 photosynthesis. This syndrome has a huge diversity among Angiosperms, so it became suitable to survey all the levels above cited for its complete characterization. In the present work the Kranz syndrome of Gomphrena arborescens and G. scapigera (Amaranthaceae) is studied, with emphasis on the ontogenetic origin of the Kranz sheath, on the ultrastructural description, and on the biochemical confirmation about the C4 photosynthesis kind. The foliar development of these species shows that the Kranz sheath is originated from the inner layer of the mesophyll, the foliar endodermis. A discussion about the literature terms used to describe the Kranz sheath, all of them referring to the function of this layer in C4 photosynthesis, demonstrates the importance of using terms that inform the ontogenetic origin of this layer, such as endodermis and perycicle. The ultrastructural analysis identified possible factors that interfere on the C4 photosynthesis of both species, such as wall thickening and composition of Kranz sheath cells, the centripetal position of chloroplasts and the peripheral reticulum in chloroplasts. Although biochemical analysis has resulted in no conclusive information, the chloroplast dimorphism suggests the NADP-ME C4 photosynthesis. This work, in a general way, contributes to the knowledge of the Kranz syndrome among Amaranthaceae s.s., a group that has the ultrastructure and the biochemistry of C4 photosynthesis poorly known. It also draws attention to the importance of anatomical surveys concerning the ontogenetic origin of Kranz sheath for a better understanding on the diversity of Kranz syndrome among Angiosperms.

Gracilaria birdiae Plastino & E.C. Oliveira é uma das principais espécies de agarófitas coletadas no nordeste brasileiro. Devido a sua importância econômica, novos incentivos visando o manejo adequado das populações naturais e a seleção de linhagens mais produtivas para o cultivo em escala comercial dessa espécie são de extrema necessidade. Para atingir esses objetivos, o presente trabalho avaliou primeiramente a fenologia reprodutiva e o tamanho dos indivíduos de uma população natural de G. birdiae localizada na praia de Rio do Fogo, estado do Rio Grande do Norte, Brasil, durante 12 meses. Em seguida, foram investigados aspectos da diversidade intraespecífica de Gracilaria birdiae cultivadas no mar em três profundidades diferentes de cultivo (30, 50 e 80 cm) e em dois períodos distintos (chuvoso e seco). Para os experimentos de cultivo, foram utilizadas quatro linhagens tetrasporofíticas de Gracilaria birdiae: espécimes de coloração vermelha (vm-CE e vm-RN), marrom-esverdeada (me-CE) e verde (vd-CE). Foram desenvolvidos cultivos de curta (30 dias) e longa (120 dias) duração para a obtenção de informações relacionadas ao crescimento, pigmentos, fotossíntese e polissacarídeos dessas linhagens. A população de G. birdiae selecionada para o estudo fenológico apresentou-se fértil durante o ano todo, com baixa frequência de indivíduos inférteis. Além disso, observou-se que o tamanho dos indivíduos dessa população é influenciado pelas mudanças periódicas do ambiente ocasionadas pelos regimes de chuvas e hidrodinamismo. Durante os experimentos de cultivo no mar, os parâmetros ambientais mostraram diferenças significativas entre as estações (chuvosa e seca). Dentre eles, a transparência da água e os nutrientes foram os que mais estiveram relacionados às variações das TCs das linhagens de G. birdiae. O tempo de cultivo também influenciou nessas taxas, e as reduções observadas durante o cultivo de longa duração estiveram relacionadas ao envelhecimento do talo. De maneira geral, as TCs mais elevadas foram registradas durante o período chuvoso, nas profundidades de 30 e 50 cm. O conteúdo pigmentar antes e após os cultivos apresentou reduções significativas, principalmente durante o período seco, sendo consequência da baixa disponibilidade de nutrientes. O rendimento e os teores de 3,6-anidrogalactose obtidos do ágar das linhagens de G. birdiae não apresentaram diferenças entre as estações e profundidades, nem entre as linhagens. O teor de sulfato foi mais elevado durante a estação seca em determinadas profundidades de acordo com a linhagem em questão. As linhagens de Gracilaria birdiae apresentaram valores de fotossíntese máxima (ETRMax) e irradiância de saturação (Ik) distintos entre as estações, com valores mais baixos durante a estação chuvosa. Esses valores estiveram relacionados à fotoaclimatação das linhagens às condições de baixa luminosidade e sugerem às linhagens de G. birdiae características de plantas de \"sombra\" / Gracilaria birdiae Plastino & E.C. Oliveira is the main agarophyte harvested in northeastern Brazil. Due to its economic importance, new incentives for appropriate management of natural bads and the selection of more productive strains for mariculture are extremely necessary. Therefore, this study first evaluated the reproductive phenology and size of individuals from a natural population of G. birdiae located at Rio do Fogo beach, Rio Grande do Norte state, Northeast, Brazil, for 12 months. Subsequently, we investigated aspects of intraspecific diversity of G. birdiae cultivated in the sea at three different depths (30, 50 and 80 cm) and two seasons (rainy and dry). Four strains of tetrasporophytic plants were used: red (rd-CE, rd-RN), greenish-brown (gbw-CE), and green (Gr-CE). Short (30 days) and long (120 days) cultivations were developed to obtain information related to growth, pigments, photosynthesis and polysaccharides of these strains. The natural population of G. birdiae selected for the phenological study presented fertile individuals throughout the year, with low frequency of infertile individuals. In addition, we observed that the size of the individuals was influenced by seasonal changes of the environment caused by the rains and hydrodynamics. During the cultivation experiments, the environmental parameters showed significant differences between seasons (rainy and dry). Water transparency and nutrients were most related to variations in growth rates of G. birdiae strains. The length of the cultivation period also influenced these rates, and reductions observed during the long-term (120 days) were related to the aging of the thallus. In general, highest growth rates were recorded during the rainy season, at depths of 30 and 50 cm. The pigment content before and after the cultivation had significant reductions, particularly during the dry season, as a result of low nutrient availability. The yield and levels of 3,6-anhydrogalactose obtained from agar of G. birdiae strains did not differ between seasons and depths, neither between strains. The sulfate content was highest during the dry season in some depths, according to strain involved. G. birdiae strains showed values of ETRmax and Ik distinct between seasons, with lower values during the rainy season. These values were related to photoacclimation at lower light conditions and suggest to G. birdiae strains characteristics of shade plants

Este trabalho teve como objetivo analisar os efeitos fisiológicos do herbicida Paraquat, indutor de estresse oxidativo, em plantas de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.). A escolha desta espécie como modelo fisiológico deste estudo deveu-se a sua importância econômica para o país, em especial para o Estado de São Paulo. O Paraquat (PQ) é um herbicida de contato que atua especificamente no Fotossistema II bloqueando o fluxo de elétrons e impedindo a redução do NADPH, aceptor final de elétrons. Como consequência, há a formação de radicais instáveis, reativos com a molécula de oxigênio (EROs), os quais causam danos em membranas, proteínas e ácidos nucleicos. A hipótese central foi a de que a atividade de peroxidase de ascorbato é mais sensível ao PQ do que a atividade de superóxido dismutase, nas mesmas condições. O experimento principal consistiu da aplicação, via pulverização foliar, de diferentes doses de PQ (0, 2, 4, 6 e 8 mM de Metil Violágeno, agente ativo), que permaneceu em contato por 24 e 48 horas. Após 18 horas de exposição, observou-se sintomas visuais de toxocidade e uma redução significativa da atividade fotossintética, medida através de parâmetros relacionados com a fluorescência da clorofila a. O nível de peroxidação de lipídeos, indicado pela concentração de TBARS, foi aumentado, indicando danos nas membranas causados pela geração de EROs. Um resultado importante foi o aumento da atividade específica de SOD (Superóxido Dismutase), primeira enzima de defesa contra EROs. Esse aumento foi gradativo com o aumento da dose e do tempo de exposição ao PQ. A isoforma mais evidente foi a SOD Cu/Zn, visualizada por atividade em gel nativo. Esta isoforma está presente preferencialmente em cloroplastos, organela alvo da ação do PQ. É importante ressaltar que mesmo em doses quase letais, a atividade desta enzima manteve-se em níveis semelhantes ao controle. Entretanto, a atividade de APX (Ascorbato Peroxidase), enzima que faz a remoção de radicais H2O2, gerados pela SOD, foi reduzida abruptamnete a partir de 4 mM PQ, apesar de ter sido observado um aumento na dose inicial (2 mM). Este fato sugere que os danos oxidativos em cana-de-açúcar tratadas com PQ podem ser causados pelo excesso de radicais H2O2. Diferente da SOD, a APX é considerada bastante susceptível a certos tipos de estresse ambiental, logo perdendo sua atividade. Analisou-se também a expressão de proteínas por SDS-PAGE e eletroforese 2-D. Em ambos resultados, foram observados diminuição na expressão de algumas proteínas ocasionada pelo tratamento com PQ. Contudo, não foi possível detectar claramente a indução de peptídeos nesse caso, provavelmente devido ao alto grau de degradação das estruturas celulares. O aumento da atividade de SOD em cloroplastos de folhas de cana-de-açúcar tratadas com PQ, deve ser mais estudado, pois esta pode ser uma enzima alvo para programas de melhoramento genético visando obtenção de plantas com resistência ao PQ e a outros herbicidas com modo de ação no sistema fotossintético. / This work had the objective to analyze physiological effects of Paraquat herbicide, an oxidative stress inductor, in sugarcane (Saccharum officinarum L.) plants. The choice to use this species as a physiological model for this study was due its recognized economical importance for our country, in special to the State of Sao Paulo. Paraquat (PQ) is a contact herbicide that acts specifically on Photosystem II by blocking the normal electron flux and the reduction reaction of NADPH, the electron acceptor molecule. As consequence, there is formation of instable radicals and highly reactive oxygen species (ROS), which cause damage to membranes, proteins and nucleic acids. The central hypothesis was that ascorbate peroxidase activity is more sensitive to PQ than the activity of superoxide dismutase in the same conditions. The main experiment consisted on the sprayed of different concentrations of PQ (0, 2, 4, 6 e 8 mM of Metil Violagen) that stayed in leaf contact for 24 and 46 hours. After 18 hours, it was observed visible symptoms of toxicity and the photosynthetic activity decreased, measured by chlorophyll a fluorescence. Also, the level of lipids peroxidation measured by the increase concentration of TBARS formation, indicate damage to cell membrane caused by the generation of ROS. An important result was the increase of SOD specific activity (superoxide dismutase) first enzyme related to defense against ROS. This gradation increase was correspondent to the exhibition period to PQ. The most evident SOD isoform by native PAGE was the SOD Cu/Zn. This isoform is located preferentially in chloroplasts, organelle target to the action of PQ. It is important to remark that even in almost lethal concentrations of PQ the chloroplast SOD activity still remains expressed beilng responsible for the removal of H2O2 generated by SOD, which was reduced abruptly after 4 mM treatment. Although, it has been observed increase with the initial dose (2 mM). This fact suggests that the oxidative damages in sugarcane treated with PQ can be caused by excess of H2O2. Differently of SOD, this enzyme is considered to be fragile to certain kinds of environmental adversities, loosing its activity Also the protein expression was analyzed by SDSPAGE and 2-D electrophoresis. In both analyses, it was observed decrease of some protein expression caused by PQ. However, it was not possible to clearly detect peptides induction in this case, probably due to the elevated level of degradation of cell structures. The increase of chloroplast SOD activity in sugarcane leaves treated with PQ should be detailed investigated since it can be a molecular target for breeding programs with the goal to obtain plants with an acquired resistance to PQ or others herbicides with model action in the photochemical system.

Através de bioensaios estáticos fo-ram comparadas as taxas máximas de crescimento, razão de fotossintese em termos de clorofila-a e de célula, bem como o rendimento final de tres clones de Phaeodacty-tum tricornutum visando verificar uma possível existência de diferenças intraespe-cificas entre eles. Dois desses clones foram isolados a partir de amostras de Uba-tuba (U3, isolado em 1972 e U5 isolado em 1979) e um de Cananéia (Cl, isolado em 1980). Todos os resultados foram submeti-dos a uma análise de variância trifatorial e a uma anállse de agrupamento com a finlidade de discriminar as condições experimentais nas quais os tres clones diferi-ram significativamente em suas respostas fisiológicas. Durante a fase exponencial de crescimento os tres clones se apresen-taram com morfótipos fusiformes raramente se encontrando morfótipos ovóides e trir-radiados. O padrão das curvas de cresci -mento dos tres clones em diferentes temperaturas (16, 20, 240 C) e meios de cultu-ra (ASP 2, Erd-Schreiber, Guillard fl) não diferiu. Os resultados obtidos indicaram a existência de diferenças significativas nas taxas de crescimento e produti-vidade primária. Morfótipo ovóides for-mando grumos foram observados nos tres clones após a fase exponencial e de modo conspícuo no clone U5. Nas mesmas condi-ções, o clone Cl apresentou uma grande quantidade de grumos, com a forma de uma estrela, constituidos por morfótipos fusiformes unidos convergentemente por uma das extremidades de cada célula. Por outro lado, morfótipos trirradiados e cru-ciformes bem como formação de cadeias, só foram observados no clone U3. / A comparison of the maximum growth rates, primary productivity on chlorophyll -a and cell basis, and maximum yield achieved in batch culture of three clones of Phaeodactylum tricornutum has been carried out in order to cheek intraespecifie differences among them. Two of the clones were isolated from samples of Uba-tuba (U3, isolated in 1972 and U5, in 1979 ), while the third one was isolated from samples of Cananéia (C1, isolated in 1980). Three-way analysis of variance was accom-plished and cluster analysis was carried out to distinguish the experimental conditions in which the clones would show distinct physiological responses. During the log phase of growth the three clones usually presented fusiform type of cells. Never theless, rare oval and triradiate cells have been observed. The pattern of the growth curves submitted todifferent temperatures (16,20,24º C) and media (Guillard f1. Erd-Schreiber, ASP2) was the same for the three clones. The results indieated significant differenees in growth rates and primary productivity. Oval morphotypes in clusters have been observed in all clones after the log phase under exausted media. The clone U5 has exhibited this be haviour in a prominent way. Many star-shape clusters, constituted of fusiform morphotypes linked by one of the extremities of each cell were observed in clone Cl. Un the other hand, triradiate and cruciform cells, and the formation of chains, were observed only in clone U3.

O estudo caracterizou as variáveis fisiológicas da fotossíntese, em 7 clones de Eucalyptus de alta produtividade, determinando-se as capacidades fotossintéticas máximas (Amax), e o comportamento da fotossíntese (A), condutância (gs) e transpiração (E) em relação ao Déficit de Pressão de Vapor (DPV). Para isso, um ensaio foi instalado em 2004, na ESALQ/USP, contendo os clones do Projeto BEPP (Brasil Eucalyptus Produtividade Potencial), sendo cada parcela composta de 49 plantas (7x7) no espaçamento de 3,0m x 2,7m. Mediram-se as alturas ou DAPs e selecionaram-se 3 árvores médias para as mensurações fisiológicas, aos 16 e 36 meses. A amostragem para Amax foi composta de duas posições superiores da copa (2 e 3), dois galhos por posição e duas folhas por galho. As medições foram feitas das 8 às 10 horas (baixo DPV). Para o comportamento de A e gs frente ao DPV, as medições continuaram, de hora em hora, das 11 às 15 horas, nas folhas do primeiro galho da posição 2. Ao final as folhas foram coletadas para determinação da área foliar específica (AFE) e do nitrogênio (N). Aos 16 meses, foram feitas curvas A/Ci, para posterior cálculo de Vcmax (taxa máxima de carboxilação), Jmax (taxa máxima de transporte de elétrons) e VTPU (utilização da triose fosfato), pelo programa Photosyn Assistant. As curvas foram feitas em 2 árvores por clone, nas posições superiores e inferiores da copa. Todas mensurações foram realizadas com o aparelho LiCor-6400. Os resultados mostraram que Amax foi similar para as posições 2 e 3. Entre os clones, houve variação, porém não consistente entre idades, e todos mostraram altos valores de Amax na idade de 16 meses (entre 26 e 31, com média de 29 µmol m-2s-1), reduzindo-se aos 36 meses (entre 19 e 26, com média de 22 µmol m-2s-1). A AFE e o N também foram similares entre as posições 2 e 3 e maiores na idade mais jovem (11 versus 8 m²kg-1, 29 versus 21 gN kg-1), podendo estar associados à queda de Amax. A, gs e E também apresentaram menores valores aos 36 meses, para todos os clones (23 versus 18 µmol m-2s-1; 0,41 versus 0,26 mol m-2s-1; 9,2 versus 6,1 mmol m-2s-1). Os clones mostraram sensibilidade ao DPV, reduzindo os valores de gs e A ao longo do dia, sendo a sensibilidade menor aos 36 meses. As sensibilidades foram distintas, evidenciando potencial de seleção de materiais mais aptos a tolerarem estresse hídrico. Em geral, maiores valores de fotossíntese estão relacionados a maiores valores de transpiração, evidenciando a necessidade de se conhecer a disponibilidade hídrica local quando do uso de clones de alta produtividade. Vcmax, Jmax e VTPU foram maiores para as posições superiores da copa, e não diferiram entre os clones. Devido à semelhança fisiológica entre as posições 2 e 3, pode-se sugerir que não haja distinção entre elas em futuras medições de fotossíntese, essenciais para a parametrização de modelos. Não houve relação direta entre crescimento do tronco e fotossíntese, evidenciando a necessidade de integração com estudos relacionados à alocação do carbono dentro da planta. / This study aimed to characterize the physiological variables related to photosynthesis, in seven commercial Eucalyptus clones with high productivity, by evaluating maximum photosynthetic capacity (Amax), and the response of photosynthesis (A), stomatal conductance (gs) and transpiration (E) to Vapor Pressure Deficit (VPD). A trial was installed in 2004, at ESALQ/USP, with the clones that were part of BEPP Project (Brazil Eucalyptus Potential Productivity), and each plot had 49 plants (7x7) in a 3 m x 2.7m spacing. We measured tree height or DBHs and three average trees were selected for measurements, at 16 and 36 months. The sample to estimate Amax was: two crown positions (2 and 3), two branches per tree and two leaves per branch. The measurements which were taken from 8 to 10 am (low VPD). To get the response of A and gs to VPD measurements continued hourly, from 11 am to 3 pm, on the leaves from the first branch and position 2. At the end of the measurements leaves were collected for specific leaf area (SLA) and nitrogen (N) determination. Additionally, at 16 months, A/Ci curves were established, and parameters Vcmax, Jmax and VTPU were estimated through the program Photosyn Assistant. The curves were done for 2 trees per clone, at superior crown positions (2 and 3) and inferior ones (4 and 5). The physiological measurements and A/Ci curves were made using LiCor-6400. The results showed that Amax was similar for positions 2 and 3. There was variation among clones, but not consistent between ages, and all the clones had high Amax at 16 months (between 26 and 31 µmol m-2s-1, with an average of 29 µmol m-2s-1), decreasing at 36 months (between 19 and 26 µmol m-2s-1, with an average of 22 µmol m-2s-1). SLA and N were also similar between positions 2 and 3 and higher at younger age (11,1 versus 8,3 m²kg-1, 29,6 versus 21,1 gN kg-1;), what may be associate with Amax decrease. A, gs and E also showed lower values at age 36, for all the clones (23 versus 18 µmol m-2s-1; 0,41 versus 0,26 mol m-2s-1; 9,2 versus 6,1 mmol m-2s-1). All clones showed sensitivity to VPD, reducing gs and A with increasing VPD. However, the clones showed different sensitivities and all of them were less sensitive to VPD at age 36, highlighting a selection potential of genetic materials for water stress. In general, higher photosynthesis values were associated with higher transpiration, showing the necessity to know the water conditions of sites when planting genetic materials with high productivity. Vcmax, Jmax and VTPU were greater for superior positions compared to inferior ones, and were not different among clones. Due to a similarity in SLA, N and physiological and biochemical traits between positions 2 and 3, no distinction on future photosynthesis measurements between these positions is needed. Finally, there was not a direct relation between stem growth and photosynthesis, at both ages, showing that photosynthesis at crown level by itself can not capture all the ecophysiological processes related to wood productivity, being necessary the integration with studies related to carbon allocation inside the plant.

<p></p><p></p><p>Abiotic stresses, such as cold, are serious agricultural problems resulting in substantial crop and revenue losses. Soybean (<i>Glycine max</i>) is an important worldwide crop for food, feed, fuel, and other products. Soybean has long been considered to be cold-intolerant and incapable of cold acclimation. In contrast to these reports, this study demonstrates that cold acclimation improved freezing tolerance in the domestic soybean cultivar ‘Williams 82’ with 50% enhancement of freezing tolerance after 5.2 +\- 0.6 days of cold exposure. Decreases in light dependent photosynthetic function and efficiency accompanied cold treatment. These decreases were due to an increase in photon dissipation likely driven by a decrease in plastoquinone (PQ) pool size limiting electron flow from photosystem II (PSII) to photosystem I (PSI). Cold-induced damage to operational photosynthesis began at 25 minutes of cold exposure and maximal photosynthesis was disrupted after 6 to 7 hours of cold exposure. Cold exposure caused severe photodamage leading to the loss of PSII reaction centers and photosynthetic efficiency.</p> <p>Comparisons of eight cultivars of <i>G. max</i> demonstrated a weak correlation between cold acclimation and northern cultivars versus southern cultivars. In the non-domesticated soybean species <i>Glycine soja</i>, the germination rate after cold imbibition was positively correlated with seedling cold acclimation potential. However, the overall cold acclimation potential in <i>G. soja</i> was equal to that of domestic soybean <i>G. max</i> reducing the enthusiasm for the “wild” soybean as an additional source of genetic diversity for cold tolerance. </p> <p> </p> <p>Despite being relatively cold intolerant, the soybean genome possesses homologs of the major cold responsive CBF/DREB1 transcription factors. These genes are cold-induced in soybean in a similar pattern to that of the cold tolerant model plant species Arabidopsis thaliana. In Arabidopsis, EIN3, a major component of the ethylene signaling pathway, is a negative transcriptional regulator of CBF/DREB1. In contrast to <i>AtEIN3</i> transcript levels which do not change during cold treatment in Arabidopsis, we observed a cold-dependent 3.6 fold increase in <i>GmEIN3 </i>transcript levels in soybean. We hypothesized that this increase could prevent effective CBF/DREB1 cold regulation in soybean. Analysis of our newly developed cold responsive reporter (<i>AtRD29Aprom::GFP/GUS</i>) soybean transgenic lines demonstrated that inhibition of the ethylene pathway via foliar sprays (AVG, 1-MCP, and silver nitrate) resulted in significant cold-induced GUS activity. Transcripts of <i>GmEIN3A;1</i> increased in response to ethylene pathway stimulation (ACC and ethephon) and decreased in response to ethylene pathway inhibition in the cold. Additionally, in the cold, inhibition of the ethylene pathway resulted in a significant increase in transcripts of <i>GmDREB1A;1</i> and <i>GmDREB1A;2</i> and stimulation of the ethylene pathway led to a decrease in <i>GmDREB1A;1</i> and <i>GmDREB1B;1</i> transcripts. To assess the physiological effects of these transcriptional changes; electrolyte leakage, lipid oxidation, free proline content, and photosynthesis were examined. Improvement in electrolyte leakage, a measure of freezing tolerance, was seen only under silver nitrate treatment. Only 1-MCP treatment resulted in significantly decreased lipid oxidation. Transcripts for CBF/DREB1 downstream targets (containing the consensus CRT/DRE motifs) significantly decreased in plants treated with ethylene pathway stimulators in the cold; however, ethylene pathway inhibition generally produced no increase over basal cold levels. </p> <p> </p> <p>To identify if GmEIN3A;1 was capable of binding to <i>GmDREB1</i> promoters, the negative regulator GmEIN3A;1 and the positive regulator GmICE1A were cloned and expressed in Escherichia coli (E. coli). Preliminary binding results indicated that GmEIN3A;1 can bind to a double stranded section of the GmDREB1A;1 promoter containing putative EIN3 and ICE1 binding sites. GmICE1A is capable of binding to the same section of the <i>GmDREB1A;1</i> promoter, though only when single stranded. Additional experiments will be required to demonstrate that GmEIN3A;1 and GmICE1A are capable of binding to the <i>GmDREB1A;1</i> promoter and this work provides the tools to answer these questions. </p> <p> </p> <p>Overall, this work provides evidence that the ethylene pathway transcriptionally inhibits the CBF/DREB1 pathway in soybean through the action of GmEIN3A;1. Yet when <i>GmCBF/DREB1</i> transcripts are upregulated by ethylene pathway inhibition, no consistent change in downstream targets was observed. These data indicate that the limitation in cold tolerance in soybean is due to a yet unidentified target downstream of CBF/DREB1 transcription.</p><p></p><p></p>

No Brasil, vários trabalhos com pinhão-manso (Jatropha curcas L.) têm estudado a avaliação do estado nutricional, porém são poucas as investigações objetivando caracterizar a marcha de absorção, bem como as respostas bioquímicas e fisiológicas desta espécie ao manejo nutricional. antecipadamente o estado nutricional das plantas. Desse modo, o objetivou-se com este estudo avaliar a marcha de absorção no desenvolvimento inicial do pinhão-manso (Jatropha curcas L.), bem como as omissões de N, P, K, Ca, Mg e de S no crescimento inicial e no comportamento bioquímico e fisiológico dessa espécie e, por fim, prever os quadros sintomatológicos das deficiências. Para alcançar os objetivos propostos foram realizados dois experimentos simultâneos, conduzidos em casa de vegetação, sendo que as plantas foram cultivadas individualmente em vasos contendo solução nutritiva. No primeiro experimento - referente à marcha de absorção - a plantas foram cultivadas em solução nutritiva completa, sendo que as plantas eram retiradas a cada 14 dias para a determinação do acúmulo de massa seca e macronutrientes. No segundo experimento as plantas foram cultivadas em solução completa (controle) e omissão individual de N, P, K, Ca, Mg e de S. Neste experimento foram realizados testes bioquímicos e fisiológicas para a previsão de desordens nutricionais aos 20, 30, 40 e 120 dias após o inicio dos tratamentos. As primeiras manifestações de deficiência foram observadas para o Ca e N, seguidas das de Mg e K, contudo não foram observados sintomas de carência de P e S. As atividades das enzimas redutase do nitrato, da fosfatase ácida e da peroxidase, bem como a avaliação das concentrações de poliaminas, efetuadas no início do desenvolvimento das plantas, demonstraram ser indicadores para previsão das desordens nutricionais de N, P e K, respectivamente. As omissões individuais dos macronutrientes limitaram o desenvolvimento inicial do pinhão-manso, reduziram os teores de clorofila e a taxa fotossintética de forma distinta. Porém, a omissão de Ca foi a que mais limitou o desenvolvimento dessa espécie para todas as variáveis avaliadas / In Brazil, several studies with physic nut (Jatropha curcas L.) have studied the assessment of nutritional status, but there are few investigations aiming to characterize the uptake and the biochemical and physiological responses to nutritional management of this species, for the purpose of prediction the nutritional status of plants. Thus, the objective with this study was to evaluate the uptake in the initial development of physic nut (Jatropha curcas L.), as well as the omission of N, P, K, Ca, Mg and S, to physiological and biochemical assessments, and finally, predicting symptomatology frames deficiencies. To achieve the proposed objectives two experiments were conducted in a greenhouse. The plants were grown individually in pots containing nutrient solution. In the first experiment - uptake of macronutrients - the plants were grown in complete nutrient solution, whereas plants were taken every 14 days for the determination of dry matter and macronutrients accumulation. In the second experiment, the plants were grown in complete solution (control) and the omission of N, P , K , Ca , Mg and S. In this experiment biochemical and physiological tests were performed for predicting nutritional disorders at 20, 30, 40 and 120 days after initiation of treatment. The first manifestations of deficiency were observed for Ca and N, followed by Mg and K, but don\'t were observed symptoms of P and S deficiency. The activities of nitrate reductase, acid phosphatase and peroxidase, as well as the assessment of concentrations of polyamines, made in the early development of the plant, proved to forecast indicators of nutritional disorders of N, P and K, respectively. The individual macronutrients omissions limited the initial development of physic nut, in addition, reduced chlorophyll content and photosynthetic rate differently. However, the omission of Ca was the most limited growth of this species for all variables

Ribulose-1,5-Bifsfosfato (RuBP) carboxilase/oxigenase (RuBisCO) é a enzima chave para a fixação do carbono atmosférico e para a produtividade das plantas. Não há, até o momento, uma metodologia estabelecida para otimizar o processo de fixação do CO2 nas diferentes espécies de plantas. Entretanto, a disponibilidade de um protocolo de transformação genética de cloroplasto de tabaco permite tentativas de manipulação da enzima RuBisCO visando aumento da eficiência fotossintética. Nas plantas, esta proteína é formada por 8 subunidades menores codificadas pelo gene rbcS localizado no genoma nuclear e por 8 subunidades maiores codificadas pelo gene rbcL localizado no genoma de cloroplastos. Neste trabalho, dois genes rbcL-sintéticos, um com a substituição da alanina (A) 378 por uma valina (V) (A378V) e outro sem a substituição foram utilizados para a construção dos vetores pTT629, pTT630, pTT632 e pTT633. Estes vetores foram usados para transformar o cloroplasto de folhas de tabaco, pelo método de biolística. Um total de 35 plantas transplastômicas se desenvolveram sob seleção dos antibióticos espectinomicina (500 mg/L) e estreptomicina (500 mg/L) e a análise molecular dos sítios de restrição AccI, EcoRI, NdeI e NsiI, de fragmentos amplificados da sequência codante atpB::rbcL:: aadA:: accD demonstrou a integração dos genes rbcL-sintéticos em 11 linhagens transplastômicas. Sementes F1 destas plantas demonstraram ser homoplásmicas pela germinação na presença do antibiótico espectinomicina (500 mg/L). Análises fisiológicas das taxas de fotossíntese (A), condutância estomática (gs) e de transpiração (E) das plantas transplastômicas (A378V) mantidas em casa-de-vegetação produziram valores maiores e significativos, quando comparados com as plantas sem a mutação e controle não transgênicos. O aumento da taxa de fotossíntese das linhagens transplastômicas indicam a possibilidade de aumento da atividade catalítica da RuBisCO. A compreensão da interação fotossintética com a atividade fotorrespiratória poderá permitir explorar e estender possíveis benefícios, como o aumento da produtividade em cultivares de interesse agronômico. / Ribulose-1,5-Bifsfosfato (RuBP) carboxylase/ oxygenase (RuBisCO) is the key enzyme for the fixation of atmospheric carbon and productivity of plants. At moment, no single solution to optimize the CO2 fixing process by the different species of plants. The availability of a few efficient chloroplast transformation protocols for all cultivars also directs attempts to manipulate the larger and small subunit of RuBisCO. In plants, this protein consists of coding form eight smaller subunits encoding the rbcS gene and 8 larger subunits of the rbcL gene respectively located in the nucleus and chloroplasts. Using two rbcL-synthetic genes, with an alanine (Ala) 378 substituting a valine (Val) (A378V) and another one without the replacement were used in the construction of pTT629, pTT630, pTT632 and pTT633 vectors, which were used in the method of biolistic to driving these transgenes into the chloroplast genome of tobacco. A total of 35 transplastomic plants were grown under selection of antibiotics spectinomycin (500mg/ L) and streptomycin (500mg/ L) and the molecular analysis using restriction sites AccI, EcoRI, NdeI and NsiI from the amplified fragments of atpB::rbcL:: aadA:: accD sequence displayed the rbcL-synthetic genes integrated into the plastome of the 11 transplastomic lines. The F1 seeds of these plants were shown to be homoplasmic from germinating in the presence of the antibiotic spectinomycin (500mg / L). The physiology analyzes of photosynthesis (A), stomatal conductance (gs) and transpiration (E) rates of these transplastomic lines (A378V) plants kept in green-house produced the highest and significant values when when compared to the control plants without the mutation and non-transgenic control. The increase of the photosynthesis rate form transplastomic lines indicates the possibility of increasing the catalytic activity of RuBisCO. The understanding of the photosynthetic interaction with photorespiration activity may allow explore more the potential benefits, such as increased productivity in crops of agronomic interest.

O glyphosate é um dos herbicidas mais utilizados no mundo, pelo seu amplo espectro de ação, em espécies arbóreas, entretanto, pouco se sabe sobre a sua atuação nessas espécies. O objetivo desta pesquisa foi avaliar as alterações fisiológicas, bioquímicas e morfológicas do glyphosate em Acacia mangium. O experimento foi realizado em condições de campo. As plantas jovens de Acacia Mangium receberam 5 tratamentos correspondentes a doses do herbicida (0, 180, 360, 540 e 720 g.e.a.L-1 de glyphosate) em 6 repetições. No primeiro experimento,foi avaliado o crescimento e aspectos fisiológicos das plantas sob estresse oxidativo. Onde foram avaliadas as variáveis: Incremento em diâmetro, incremento em altura, massa seca do caule, folhas e raiz, intoxicação e também a assimilação líquida de carbono, condutância estomática, transpiração, eficiência do uso da água e eficiência da rubisco. No segundo experimento, avaliou-se as alterações bioquímicas em plantas jovens de Acacia mangium, sob estresse oxidativo. Para tanto, foi avaliado a atividade das enzimas antioxidantes: Ascorbato de peroxidase e superoxido dismutase. O glyphosate afeta a Acacia a partir da dose de 360 g.e.a.L-1 tanto fisiologicamente quanto morfologicamente. Os incrementos foram reduzindo de acordo com o aumento das doses. Em relação a assimilação líquida, as doses de 540 e 720 g.e.a.L-1 foram reduzidas aos 6, 12,18 DAA, se estabilizando a partir dos 24 dias de avaliação. As respostas das enzimas oxidativas ao estresse oxidativo foram variáveis. A enzima superóxido dismutase (SOD) apresentou um aumento na dose de 180 g.e.a.L-1 havendo decréscimo com o aumento das concentrações testadas. Para a Ascorbato de peroxidase (APX), mantiveram atividade semelhante nas duas avaliações, com um aumento continuo de acordo com o aumento das doses. / Glyphosate is one of the most widely used herbicides in the world due to its broad spectrum of action on tree species, but little is known about its performance in these species. The objective of this research was to evaluate the physiological, biochemical and morphological alterations of glyphosate in Acacia mangium. The experiment was carried out under field conditions. The young plants of Acacia Mangium received 5 treatments corresponding to doses of the herbicide (0, 180, 360, 540 and 720 g.e.a.L-1 of glyphosate) in 6 replicates. In the first experiment, the growth and physiological aspects of the plants under oxidative stress were evaluated. The following variables were evaluated: increase in diameter, height increase, stem dry mass, leaves and root, intoxication and also net carbon assimilation, stomatal conductance, transpiration, water use efficiency and rubisco efficiency. In the second experiment, the biochemical alterations were evaluated in young plants of Acacia mangium, under oxidative stress. For that, the activity of the antioxidant enzymes: peroxidase ascorbate and superoxide dismutase was evaluated. Glyphosate affects Acacia from the 360 g.e.a.L-1 dose both physiologically and morphologically. The increments were reduced as the doses increased. Regarding the net assimilation, the doses of 540 and 720 g.e.a.L-1 were reduced to 6, 12,18 DAA, stabilizing from the 24 days of evaluation. The responses of oxidative enzymes to oxidative stress were variable. The enzyme superoxide dismutase (SOD) showed a dose increase of 180 g.e.a.L-1, decreasing with increasing concentrations tested. For the peroxidase Ascorbate (APX), they maintained similar activity in both evaluations, with a continuous increase according to the increase of the doses.

A pecuária brasileira é baseada no uso de pastagens. Entretanto, o padrão estacional do clima determina a maior concentração da produção de forragem nos períodos de primavera e verão. O conhecimento das respostas produtivas e morfofisiológicas das principais espécies e cultivares forrageiros à temperatura e ao fotoperíodo, na ausência de déficit hídrico, permitem o desenvolvimento de modelos preditores de produção para o planejamento da atividade pecuária ao longo do ano. O presente estudo foi conduzido no Departamento de Zootecnia da ESALQ/USP em Piracicaba, SP, de outubro de 2005 a outubro de 2006, com o objetivo de gerar um banco de dados sobre as características produtivas e morfofisiológicas de capins do gênero Brachiaria e desenvolver modelos que descrevessem o acúmulo de forragem e as características do dossel em função de uma variável que combina os efeitos de temperatura e fotoperíodo (a Unidade Fototérmica &#150; UF). Foram utilizados cinco cultivares de Brachiaria spp. (Basilisk, Marandu, Xaraés, Arapoty e Capiporã) cortados a cada 28 dias durante o verão e 42 dias durante o inverno, deixando-se um resíduo de 15 cm para todos os capins. As unidades experimentais (parcelas de 9 x 4 m) eram irrigadas para garantir ausência de déficit hídrico e adubadas com o equivalente a 120 kg ha-1 ano-1 de N e K2O . O delineamento experimental foi de blocos completos casualizados com quatro repetições. Em cada corte foi medido o acúmulo de forragem e, a partir daí, foram calculadas a produção anual de forragem, a produção de verão e a produção de inverno. Acompanharam-se semanalmente uma rebrotação de verão e a cada 10 dias uma rebrotação de inverno, quando foram avaliados a massa do resíduo, o acúmulo de forragem, a altura, o índice de área foliar (IAF), os ângulos foliares e a interceptação luminosa (IL) do dossel e as taxas de fotossíntese foliar dos capins, que foram utilizadas para a simulação da taxa de fotossíntese do dossel. O capim Capiporã produziu 18 Mg MS ha-1 ano-1, seguido dos capins Xaraés e Basilisk que acumularam 14,8 Mg MS ha-1 ano-1 e Arapoty e Marandu com 13,1 Mg MS ha-1 ano-1. Durante o verão o capim Capiporã foi o mais produtivo com acúmulo de 15,4 Mg MS ha-1. Durante o inverno o Arapoty foi o mais produtivo e acumulou 3,4 Mg MS ha-1, o que resultou na menor estacionalidade de produção do Arapoty, com 74% da produção concentrada no verão. Apesar dos capins terem produções diferentes, suas taxas de fotossíntese de dossel foram iguais (34,41 µmol CO2 m-2 s-1). O IAF médio dos cultivares foi de 2,53. A massa residual média passou de 4,48 Mg MS ha-1 no verão, para 5,71 Mg MS ha-1no inverno. Os modelos de acúmulo de forragem, acúmulo de folhas, IAF, IL e altura do dossel foram sempre diferentes entre cultivares e estações. Os modelos para acúmulo de forragem forneceram produções previstas próximas àquelas observadas, embora durante o inverno e início do verão tenham havido sub e super-estimativas, para todos os capins. O uso da UF mostrou-se efetivo na predição de características produtivas e no estudo de alguns atributos morfofisiológicos de gramíneas do gênero Brachiaria. Para que os modelos possam se tornar ferramentas práticas de planejamento de sistemas de produção, há, no entanto, a necessidade de que estudos complementares sejam realizados, aumentado o banco de dados disponível e a amplitude de condições de ambiente e manejo contempladas. / The brazilian livestock industry is based on the use of pastures. However, the seasonal pattern of climatic variations, concentrates most of the annual forage accumulation during the spring and summer. Thus, information on the yield potential, as well as on morphological and physiological responses of forages to temperature and daylength, in the absence of moisture constraints, may allow for the development of prediction models, which can be useful in planning forage-livestock systems. This study was carried out at the Departamento de Zootecnia of ESALQ-USP in Piracicaba, SP, from October 2005 through October 2006, with the purpose of generating a comprehensive dataset on the productive, morphological and physiological characteristics of Brachiaria spp. grasses, as well as to develop and evaluate models that describe and predict forage accumulation and sward characteristics as related to photothermal units (a climatic variable which integrates the effects of temperature and daylength). Five cultivars of Brachiaria spp. were used in the study: (Basilisk, Marandu, Xaraés Arapoty and Capiporã), harvested either every 28 days during the &#8216;summer&#8217; and every 42 days during the &#8216;winter&#8217;, leaving a stubble of 15 cm. Plots (9 x 4 m) were irrigated to avoid water deficit and fertilized with 120 kg N and K2O ha-1 year-1. The experimental design was a randomized complete block with four replications. On each harvest, forage accumulation was measured in every plot and, from these data, annual and seasonal production for &#8216;summer&#8217; and &#8216;winter&#8217; were calculated. Additionally, one &#8216;summer&#8217; regrowth and one &#8216;winter&#8217; regrowth, were characterized weekly and every 10 days, respectively, where measurements were taken on stubble mass, forage accumulation, sward height, leaf area index (LAI), mean foliage angle, light interception (LI) and leaf photosynthesis, from which canopy photosynthesis was calculated. Capiporã was the most productive grass, with 18 Mg DM ha-1, followed by Xaraés and Basilisk, which yielded 14,8 Mg DM ha-1 year-1 on average, and Arapoty and Marandu with annual yield of 13,1 Mg DM ha-1. During the &#8216;summer&#8217; Capiporã yielded 15,4 Mg DM ha-1. During the &#8216;winter&#8217; Arapoty was the highest yielding (3,5 Mg DM ha-1), resulting in a less pronounced seasonal growth pattern (74% of total annual yield) than the other genotypes. Despite the contrasting yield potential, canopy photosynthesis did not differ (34,4 µmol CO2 m-2 s-1) across genotypes. The mean LAI of all swards was 2,53. Mean stubble mass increased from 4,48 Mg MS ha-1 in the &#8216;summer&#8217; to 5,71 Mg MS ha-1 in the &#8216;winter&#8217;. Models of the evolution of forage mass and leaf mass above the stubble, as well as LAI, LI and sward height differed among genotypes and between seasons. The forage accumulation models gave yield predictions that were consistent with observed values, although under- and overestimations occurred for the all grasses, especially during the &#8216;winter&#8217; and early &#8216;summer&#8217;. The use of models based on the photothermal unit proved effective for the prediction of yield and yield-related responses of Brachiaria grasses. In order for these models to become useful tools for systems planning and management, further study is needed in addition to richer, more comprehensive data libraries and a wider range of environments and management practices.