Increasing atmospheric CO2 and other greenhouse gasses coupled to the accelerated rate of global warming puts plants and ecosystems under the strain of a rapidly changing abiotic environment. Understanding the impacts of changing global climate is a strong focus of plant science and the establishment of more resilient crop variants is an important goal for breeding programs. Our understanding of plant responses and acclimation to abiotic conditions has improved substantially over the last decades but the combination of a complex abiotic environment and high biological diversity, both on molecular as well as on species level, leaves us still with a lot of uncertainties. The aim of this doctoral thesis was to establish a link between plant thermal responses and the carbon-nitrogen balance of plants. The work in this thesis focused on ecologically significant species of the boreal region: Picea abies, Pinus sylvestris and Betula pendula; and Betula utilis, which is one of the prominent tree species in the high altitudes of the Himalayas. The results presented demonstrate that sub-optimal temperatures combined with other abiotic factors can have additive effects that are not easily deducible from the effect of the two factors separately. Low nitrogen availability enhanced the negative effect of low temperature, while elevated CO2 enhanced plant growth under moderate increases in temperatures but under a more extreme temperature increase it exacerbated the negative effect of heat. I also show evidence that species, despite being grouped into the same functional group or inhabiting the same biome can have different thresholds to temperature and to shifts in the C/N balance of their environment and that these differences can, to some extent, be explained by their differential growth strategies. Furthermore, I demonstrate results supporting the hypothesis that the C-N fluxes between mycorrhizal fungi and tree are strongly dependent on the C and N in the environment, highlighting the significance of the tree-mycorrhiza associations in the C sequestration capacity of the boreal region. In this thesis I also present a generalised empirically based mathematical model that can describe the respiration-temperature response of plant functional types or biomes with high precision, giving a more accurate estimate of NPP when implemented in global climate models, and has the potential to incorporate the thermal acclimation of respiration, further increasing the precision of estimating carbon fluxes under future warming temperatures. My results provide novel insights into the interactive temperature-carbon-nitrogen responses of plants, taking a step towards better understanding the response of plants and forests to future climates. / Ökande atmosfäriskt CO2 och andra växthusgaser kopplade till den accelererande globala uppvärmningen utsätter växter och ekosystem för stressen av en snabbt förändrande abiotisk miljö. Att förstå påverkan av ett globalt klimat i förändring står i fokus inom växtforskning och utvecklandet av mer motståndskraftiga grödor är ett viktigt mål inom programmen för växtförädling. Vår förståelse av växters responser och acklimatisering till abiotiska förhållanden har förbättrats avsevärt under de senaste decennierna, men på grund av kombinationen av en komplex abiotisk miljö och stor biologisk mångfald, både på molekylär nivå såväl som på art-nivå, kvarstår en del frågetecken. Syftet med denna avhandling var att upprätta ett samband mellan växters responser på temperaturförändringar och kol-kvävebalansen hos växter. Arbetet i denna avhandling inriktades på ekologiskt betydande arter i den boreala regionen, Picea abies, Pinus sylvestris and Betula pendula; samt Betula utilis som är en av de framträdande trädarterna på höga höjder i Himalaya. Resultaten som presenteras visar att suboptimala temperaturer i kombination med andra abiotiska faktorer kan ha additiva effekter som inte enkelt kan härledas från effekten av de två faktorerna var för sig. Låg kvävetillgänglighet ökade den negativa effekten av låg temperatur, medan förhöjd CO2-halt förbättrade planttillväxt under måttliga temperaturökningar, men under en mer extrem temperaturökning förvärrades dock den negativa effekten av värme. Jag framför även bevis på att arter, trots att de grupperas i samma funktionella grupp eller finns inom samma biom, kan ha olika tröskelvärden beträffande temperatur och förskjutningar i C/N-balansen i sin miljö och att dessa skillnader, i viss utsträckning, kan förklaras av deras olika tillväxtstrategier. Vidare visar jag resultat som stöder hypotesen att C-N - flöden mellan mykorrhiza och träd är starkt beroende av C och N i miljön. Detta belyser i sin tur betydelsen av samarbetet mellan träd och mykorrhiza gällande kolbindningskapaciteten i den boreala regionen. I denna avhandling presenterar jag även en generaliserad empiriskt baserad matematisk modell som med hög precision kan beskriva respiration-temperatur svar av växtfunktionella typer eller biom, vilken ger en mer exakt uppskattning av NPP i globala klimatmodeller. Mina resultat åstadkommer nya insikter i de interaktiva temperatur-kol-kväve-responserna hos växter, och tar ett steg mot bättre förståelse för växters och skogars reaktion på framtida klimat.

A partir da década de 1990, em função da valorização da fruta no mercado interno e do aumento das exportações da fruta in natura, observou-se aumento da importância da lima ácida Tahiti (Citrus latifolia (Yu. Tanaka) Tanaka) sob os aspectos econômico e social no agronegócio brasileiro. A diversidade genética da espécie é pequena e os cultivos comerciais são baseados, predominantemente, nos clones IAC 5 e Quebra-galho. Atualmente, existem novos clones para a diversificação de copas. Entretanto, a baixa disponibilidade de informações sobre os mesmos dificulta a diversificação dos pomares. Além da baixa diversificação de copas, grande parte dos pomares utilizam o limão Cravo (Citrus limonia Osbeck) como porta-enxerto, por induzir maior produtividade e tolerância à deficiência hídrica. Por outro lado, a combinação dos clones IAC 5 e Quebra-galho com o limoeiro Cravo tem levado à produção de plantas de porte elevado e baixa longevidade devido às elevadas taxas de mortalidade causadas por gomose de Phytophthora (Phytophthora spp.) e à presença de estirpes severas do vírus da tristeza dos citros e do viróide da exocorte. Dessa forma, este trabalho avaliou o desempenho horticultural de clones de limeira ácida Tahiti enxertados em citrumelo Swingle [Citrus paradisi Macfad. cv. Duncan x Poncirus trifoliata (L.) Raf.] em Bebedouro, SP. Tendo em vista as restrições do uso comercial do citrumelo Swingle em ambientes que apresentam deficiência hídrica prolongada, os clones foram avaliados em duas áreas distintas, diferenciadas pelo uso da irrigação. Foram avaliados os clones IAC 5, IAC 5-1, CNPMF/EECB, CNPMF 2000 e CNPMF 2001. O experimento foi instalado em março de 2005 e as avaliações foram realizadas entre 2007 e 2011. Foram avaliados o crescimento vegetativo, produção, eficiência produtiva, qualidade dos frutos, fotossíntese e potencial da água na folha em ambas as áreas. Adicionalmente, na área não irrigada, a tolerância à deficiência hídrica, condutância estomática e transpiração foram avaliados visando à seleção de clones mais adequados para cultivos não irrigados. A análise de variância dos dados obtidos na área irrigada e não irrigada foi realizada conjuntamente e as médias foram comparadas pelo teste de Duncan (P<0,05). O clone CNPMF/EECB apresentou maior produção acumulada de frutos e maior eficiência produtiva, independentemente da condição de cultivo. Sob cultivo irrigado, o clone CNPMF/EECB apresentou maior produção de frutos na entressafra. Os clones IAC 5-1, CNPMF/EECB, CNPMF 2000 e CNPMF 2001 apresentaram maior crescimento vegetativo em relação ao clone IAC 5, independentemente da condição de cultivo. O clone IAC 5-1 induziu maior porcentagem de frutos adequados à exportação, maior tolerância à deficiência hídrica e maior suscetibilidade à podridão floral dos citros. A irrigação induziu maior crescimento vegetativo, maior precocidade de produção, maior produção de frutos na safra e entressafra, maior eficiência produtiva, maior rendimento de suco, maior acidez e maior porcentagem de frutos exportáveis. / Since the 90s, Tahiti lime (Citrus latifolia (Yu. Tanaka) Tanaka) has increased its importance in the Brazilian agribusiness with economic and social impacts, due to higher fruit value recorded both on domestic and international markets. Genetic diversity of this species is restricted, and in Brazil, most of the commercial orchards are predominantly based on IAC 5 and Quebra-galho selections. Currently, new selections are available for scion diversification. Nonetheless, technical information about these materials is very limited, thus restricting the studies on scion diversification. Besides the low diversification of scions, most of the orchards are established onto the Rangpur lime (Citrus limonia Osbeck), because of higher yield and tolerance to water deficit induced by this rootstock. IAC 5 and Quebra-galho selections grafted onto the Rangpur lime result in large-sized plants of low longevity, because of their high susceptibility to Phytophthora gummosis (Phytophthora spp.), and the endemic presence of severe Citrus Tristeza Virus strains and the Exocortis Citrus Viroid. Restricted scion and rootstocks diversification increase the risks associated with outbreaks of new and more severe diseases and pests that threaten the whole Tahiti lime production chain. This study evaluated the horticultural performance of five Tahiti\' lime selections grafted on Swingle citrumelo [Citrus paradisi Macfad. cv. Duncan x Poncirus trifoliata (L.) Raf.], in Bebedouro, São Paulo State, Brazil. Due to constraints for the commercial use of Swingle citrumelo as rootstock in environments under prolonged water deficit conditions, two trials were conducted for evaluation of Tahiti lime selections under irrigated and non irrigated conditions. The following Tahiti lime selections were studied: IAC 5, IAC 5-1, CNPMF/EECB, CNPMF 2000 and CNPMF 2001. The experiment was installed in March 2005 and the evaluations were performed between 2007 and 2011, involving the following variables: plant growth, yield, yield efficiency, fruit quality, photosynthesis rate and leaf water potential in both irrigated and non-irrigated trials. In addition, plant water deficit tolerance, stomatal conductance, transpiration rate and water use efficiency were evaluated in the non-irrigated trial for selecting suitable selections for non-irrigated plantings. Data obtained in the irrigated and non-irrigated trials were submitted to individual and joint analyses of variance, and the comparisons among means were performed by Duncan test (P<0.05). The CNPMF/EECB selection had larger cumulative fruit yield and yield efficiency both in the irrigated and non-irrigated plantings. In the irrigated trial, the CNPMF/EECB selection presented larger offseason fruit yield. The IAC 5-1, CNPMF/EECB, CNPMF 2000 and CNPMF 2001 selections had larger tree size than the IAC 5 selection, both in the irrigated and non-irrigated plantings. The IAC 5-1 selection induced larger percentage of fresh fruit for export under irrigated and non-irrigated plantings, conferring higher water deficit tolerance and lower tolerance to postbloom fruit drop. Irrigation increased plant growth, early bearing, main-season and off-season fruit production, yield efficiency, juice percentage, juice acidity and the percentage of fresh fruit classified for export.

Foram sintetizadas duas novas classes de porfirinas aquosolúveis pela quaternização dos resíduos piridínicos da TPyP empregando halelos de benzila e alila. Os produtos dessas reações de quaternização TBzPyP e TAlPyP. são mais facilmenle obtidos que a TMPyP, exingindo menores tempos de reação e menores quantidades de agente alquilante para que a quaternização total da TPyP seja efetuada. Esse procedimento surge como uma rota alternativa para a obtenção de porfirinas aquosolúvei s e vale-se da alta estabilidade dos cátions benzílicos e alílicos. Os respectivos complexos de zinco e paládio foram obtidos da reação de quaternização de ZnTPyP e PdTPyP ou por reações de metalação de TBzPyP e TAlPyP. As bases livres e os metalocomplexos foram estudados quanto às suas propriedades espectroscópicas, eletroquímicas e fotoquímicas. Os novos derivados apresentam deslocamentos batocrômicos das posições dos máximos de absorção e emissão se comparados com a série metil-piridil substituída, indicando a existência de efeitos eletrônicos e vibracionais dos substituintes sobre o sistema &#928; do macrociclo. Os dados espectroscópicos mostram evidências de que as bases livres encontram-se em solução aquosa no estado agregado, provavelmenle formando dímeros em concentrações superiores a cerca de 6.0 x 10-7 M. A presença de detergentes aniônicos altera significamente tanto a posição dos máximos de absorção como de emissão mostrando que além dos aspectos eletrostáticos fatores hidrofôbicos-hidrofílicos fazem-se presentes na interação de surfactantes com os derivados porfirínicos. C comportamento eletroquímico dos derivados benzílicos e alílicos também é diferenciado com relação aos derivados metílicos, sendo observadas maiores separações entre os picos anódico e catódico. Estas diferenças devem-se, provavelmente ao maior caráter hidrofóbico destes derivados, que originam interações específicas nos processos eletródicos. Os tempos de vida do estado excitado triplete das zinco porfirinas, ZnTMPyP, ZnTBzPyP e ZnTAlPyP foram medidos utilizando-se a técnica de flash-photolysis, sendo que todas apresentam tempos de vida da ordem de 1 ms. A fim de estudar reações de transferência de elétrons fotoinduzidas entre os novos derivados porfirínicos e aceptores adequados em sistemas de clivagem da água (p. ex. metilviologênio), catalisadores coloidais de platina foram preparados pela redução de Pt(IV) ou Pt(II) a Pt(O), e as dimensões do colóide foram estimadas por microscopia eletrônica, sendo obtidas partículas coloidais de 30-40 &#197;. A concentração de platina foi determinada por emissão atômica, ou por complexiometria. Estudou-se a interação de porfirinas e metaloporfirinas com o polímero sintético da melanina, utilizando-se a técnica de emissão de fluorescência. Verificou-se que a presença de metais coordenados à porfirina assim como a presença de grupos com maior caráter hidrofôbico acentuam a interação implicando em maior especificidade destes derivados, característica essa apropriada para a utilização destas moléculas em terapia fotodinâmica. Foi determinada a CMC em pH = 1,00 de um derivado porfirínico surfactante, sendo que a partir de 1,0 x 10-4 M ocorre a micelização. Este é o primeiro exemplo de auto-agregação de uma porfirina sintética em um meio onde não participam solventes orgânicos. / In the present work two new classes of water soluble porphyrins were prepared by the quaternization of the TPyP pyridynic groups employng benzyl and allyl halides. The products of these quaternization reactions, TBzPyP and TAlPyP, are easier to obtain than TMPyP because they require smaller amounts of alkylating agents and a less period of reaction to achive the pyridinic quaternization. This method is an alternative route in obtaining water soluble porphyrins and is based on the high stability of the benzylic and allylic cation. The corresponding zinc and palladium complexes were obtanained by quaternization reactions of ZnTPyP and PdTPyP or by metallation reactions of TBzPyP and TAlPyP. The free bases and metallocomplexes studies were carried out taking to account their spectroscopic electrochemical and photochemical properties. The new derivatives exhibit bathocromic shifts in the absorption and emission position bands when compared with the methyl-pyridynium derivatives these data indicate the existence of elect.ronic and vibrational effects of the substituents on the macrociclic &#928; system. The espectroscopic data show evidences that the free bases are like aggregates in aqueous solution, probably forming dimers in the concentration range of 5,0 x 10-7 M. The presence of anionic detergents alter deeply the spectroscopic properties, showing that hidrophobic-hidrophylic factors in addition of eletrostatic factors are present, in the interaction of the surfactant with the porphyrinic derivatives. The electrochemical behavior of the benzylic and allylic derivatives are different when compared with the methylic derivatives, were it was observed greater separation between the anodic and cathodic peaks. The observed differences are probably due to specific interactions of the more hidrophobic derivatives in eletrode processes. The triplet excited state lifetimes of the zinc derivatives, ZnTMPyP, ZnTBzPyP e ZnTAlPyP mesured employng f\'lash-photolysis thecnics were c.a. 1 ms. The synthesis of coloidal platinum catalyst was achived by slight modification of the literature methods, and the size of the majority particules determined by electron microscopy are around 30-40 A. The int.eract.ion between porphyrins and metalloporphyrins wilh the synthetic melanin polymer was studied employng fluorescence emisson. The presence of coordinate metals and the presence of more hidrophobic groups attached at the porphyrin ring originate greater specificity by the polymer, which make them possible photosensitizers in photodynamic therapy. It was also determined the CMC of a surfactant funtionalyzed zinc porphyrin in aqueous medium at. pH = 1,00. This derivative form micellar assemblies at 1,0 x 10-4 M, and is the first example of self aggregation of a synthetic porphyrin in a non-organic medium.

Apenas muito recentemente estratégias genômicas e pós-genômicas têm sido utilizadas em estudos de espécies arbóreas importantes na silvicultura. Nos países tropicais, a exemplo do Brasil, as espécies de eucalipto são especialmente importantes nos plantios comerciais principalmente destinados à indústria de papel e celulose. O eucalipto é caracterizado por elevadas taxas de crescimento e alta adaptabilidade resultante da interação de mecanismos moleculares e processos metabólicos ainda pouco conhecidos. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo principal o estabelecimento de perfis transcricionais comparativos para folhas e para o xilema em formação de árvores de Eucalyptus grandis. grandis. O uso do método SAGE permitiu analisar 5864 genes dos quais 2247 (38%) puderam ser identificados. Foram encontrados 464 genes diferencialmente expressos, sendo 47 exclusivamente expressos na região cambial e 64 nas folhas. Além disso, as estratégias adotadas na identificação tags-genes permitiram que as SAGE tags fossem eficientemente utilizadas na diferenciação de isoformas gênicas tecido-específicas e de localização celular específica. Genes relacionados à fotossíntese, fotorrespiração e destoxificação celular foram preferencialmente encontrados na biblioteca SAGE de folhas, enquanto genes relacionados à síntese da parede celular, organização do citoesqueleto e respiração, foram preferencialmente expressos na biblioteca SAGE de madeira. Os níveis de expressão dos transcritos sugeriram a ocorrência de possíveis mecanismos de controle transcricional comum para grupos de genes funcionalmente relacionados e foram também utilizados para sugestão de genes e processos que representam alvos potenciais para o melhoramento do eucalipto. / Recently genomic and post-genomic strategies have been used to study important tree species in planted forests. In the tropical countries, like Brazil, Eucalyptus species are especially important in commercial plantations destined for the paper and cellulose industry. Eucalyptus species are characterized by their high growth rates and great adaptability resulting from the interaction between molecular mechanisms and metabolic processes that are still uncharacterized. Thus, the main goal of this work was the comparison of the transcriptional profiles from leaves and the cambial region of Eucalyptus grandis trees. The use of SAGE allowed the evaluation of 5864 expressed tags of which 2247 (38%) could be identified. 464 differentially expressed tags were indicated, of which 47 were exclusively expressed in the cambial region library and 64 in the leaf library. Furthermore, the strategies used in the tag mapping process allowed an efficient use of the SAGE tags to distinguish gene isoforms with tissue-specific and/or specific cell localizations. Genes related to photosynthesis, photorespiration and cellular detoxification were preferentially found in the SAGE leaf library, while genes involved in cell wall biosynthesis, cytoskeletal organization and respiration were preferentially expressed in the developing xylem. Transcript expression levels suggested the presence of a common transcriptional control for a few functionally related genes, for example, some lignin related genes. Importantly, transcript expression levels were also used for the identification of target genes and processes potentially useful in future Eucalyptus breeding programs.

Com a continuação do aquecimento global, prevê-se o aumento dos períodos de seca, um dos mais importantes fatores abióticos a afetar o crescimento dos eucaliptos no Brasil. Nessa direção, as práticas silviculturais poderiam adaptar-se para favorecer os mecanismos de adaptação das árvores à seca. Assim, na Estação Experimental de Itatinga, foram avaliados os efeitos da adubação potássica sobre os aspectos produtivos e fisiológicos de um povoamento de Eucalyptus grandis, em primeira rotação, submetido à exclusão parcial de chuva durante trinta meses após o plantio. O dispositivo experimental foi um split plot, com três blocos completos e quatro tratamentos: dois regimes hídricos (100% e 63% das chuvas, com exclusão parcial artificial) e duas doses de K (0 e 4,5 kmol ha-1). A meta foi avaliar a influência da nutrição potássica sobre as características e a atividade fotossintética das folhas. A transpiração foi medida por sensores de fluxo de seiva para estimar a eficiência de transpiração do povoamento. O potencial foliar e as trocas gasosas foliares foram monitorados, enquanto os valores de \'delta\'13C do floema foram medidos, para avaliar o estado hídrico e o funcionamento estomático das árvores, em função da disponibilidade de K e de água. Os resultados mostraram que a adição de K atuou sobre vários mecanismos responsáveis pelo aumento do crescimento e da produção de madeira: aumento da área foliar total e individual, da duração de vida foliar, do tamanho e da turgescência celular foliar, da espessura foliar e dos espaços intercelulares no mesófilo foliar, da capacidade fotossintética, da condutância dos estômatos e do mesófilo, da exportação dos fotoassimilados, produzidos nas folhas-fontes, do fluxo de seiva, da eficiência de transpiração na produção de madeira, pelo aumento da repartição de biomassa nesse compartimento. Folhas com sintomas de deficiência de K mostraram concentrações de nutrientes, espaços intercelulares e atividade fotossintética inferiores, e concentrações de açúcares solúveis superiores, na comparação com o tratamento com K, sugerindo uma ligação entre nutrição, anatomia e fisiologia foliar. Durante o déficit hídrico, o E. grandis mostrou um comportamento isohidrodinâmico, associado ao fechamento estomático, ao ajustamento foliar osmótico, à diminuição na elasticidade das paredes celulares, ao aumento na eficiência de uso da água nas folhas, à diminuição da área foliar total e à rápida absorção da água nas camadas profundas do solo. A partir de aproximadamente 22 meses após o plantio, o estado hídrico das árvores diminuiu: (1) nas parcelas com exclusão parcial de chuva, em relação às parcelas sem exclusão parcial de chuva, e (2) nas parcelas com adição de K, em relação às parcelas sem essa adição. Embora a adição de K melhore as relações hídricas nas folhas, o controle dos movimentos estomáticos e as trocas gasosas foliares, ela agravou o estado hídrico das árvores durante períodos de seca intensa, devido ao maior crescimento e à demanda hídrica. Assim, os efeitos benéficos da adição de K sobre a adaptação à seca das árvores poderiam não contrabalançar o aumento do déficit hídrico durante períodos mais intensos de seca. Em relação às previsões futuras de seca, as empresas florestais, provavelmente, terão de adaptar a fertilização para minimizar a demanda de água e os riscos de mortalidade / Global warming is predicted to exacerbate drought, one of the most important abiotic stress factors affecting eucalypts growth in Brazil. Silvilcultural practices might be adapted to enhance drought adaptation mechanisms of trees. This study examined the effects of K addition on productive and physiological aspects of Eucalyptus grandis stands in first rotation submitted to partial through fall exclusion over thirty months after planting. A large-scale through fall exclusion experiment using a split plot design was conducted with three blocks and four treatments: two water regimes (100% and 63% of through fall with partial artificial exclusion) and two K doses (0 and 4.5 kmol ha-1). The influence of K nutrition on characteristics and photosynthetic activity of leaves was assessed Tree transpiration was measured from sap flow probes to estimate water use efficiency. Foliar water potential and gas exchange were monitored, and phloem \'delta\'13C was measured in order to evaluate tree water status and stomatal regulation depending on K and water availabilities. The results showed that K supply influence various mechanisms responsible for tree growth enhancement: increase in total and individual leaf area, leaf lifespan, cell turgor and cell size due to an increase in turgor, leaf thickness and intercellular spaces, photosynthetic capacity, stomata and mesophyll conductances, photoassimilate export from source leaves and transpiration efficiency for wood production through increase of biomass partitioning to this compartment. Leave with K-deficiency symptoms exhibited lower nutrient concentrations and photosynthetic activity, reduced intercellular spaces, and higher soluble sugar contents compared to healthy leaves, which suggested a strong link between nutrition, leaf anatomy and physiology. The adaptive mechanisms of E. grandis trees to cope with water restriction were an isohydrodynamic behavior associated with stomatal closure, osmotic adjustment, a decrease in wall cell elasticity, an increase in foliar water use efficiency, a decrease in total leaf area and a fast water uptake in very deep soil layers. From approximately 22 months after planting onwards, tree water status was lower: (1) in droughted plots compared to the rain-fed plots and, (2) in K-fertilized plots, compared to the K-unfertilized trees. Although K addition enhanced tree water relations, stomatal control and leaf gas exchange, it exacerbated tree water deficit during severe drought as a result of high water demand throughout tree development. Therefore, the beneficial effects of K supply on tree acclimation to drought may not counterbalance the increase in water deficit during severe water restriction periods compared to the K-unfertilized trees. Regarding future drought previsions, forest managers might have to adapt their fertilization regimes to minimize water demand and risks of mortality

Materiais cerâmicos, como a alumina e a zircônia têm sido explorados ao longo dos anos na aplicação como biomateriais. Sua natureza bioinerte, tem estimulado o desenvolvimento de novas alternativas, como tratamentos químicos para tornar o desempenho biológico destas cerâmicas mais adequadas. O recobrimento biomimético de cerâmicas bioinertes a partir de soluções com concentrações iguais às do plasma sanguíneo humano, SBF, pemiite o crescimento de uma camada bioativa na superfície dos implantes. A bioatividade do material está relacionada com a formação de uma camada constituída por cristais de hidroxiapatita carbonatada de baixa cristalinidade, similar à apatita biológica. A biocompatibilidade associada às propriedades estruturais da alumina e da zircônia tem estimulado o uso clínico destes materiais, inclusive em regiões de maiores solicitações mecânicas. Neste trabalho foram produzidas amostras de alumina, zircônia dopada com ítria (3% mol) e compósitos de alumina e zircônia dopada com ítria (3% mol) preparadas pelo método de co-precipitação, calcinadas, sinterizadas, tratadas quimicamente com soluções de ácido fosfórico e hidróxido de sódio e imersas em 1,0M e 1,5M SBF. Os pós calcinados foram analisados por difração de raios x (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise de área de superfície específica (BET) e análise de distribuição granulométrica (CILAS). Os resuhados por DRX indicam que as amostras possuem baixa cristalinidade. Observou-se que por BET as amostras apresentam alta área de superfície específica. Os resultados de CILAS e MEV mostraram que os pós encontram-se na forma de aglomerados. As amostras sinterizadas, foram analisadas por difração de raios x (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e fluorescência de raios x (FRX), apresentando 96% da densidade teórica e as fases analisadas pelo método de Rietveld foram identificadas e quantificadas como: cúbica, tetragonal e monoclínica da zircônia, além da fase alfa da alumina. O tratamento químico com ácido fosfórico não apresentou uma tendência de maior formação de apatita em relação às amostras não tratada quimicamente. O tratamento com hidróxido de sódio provocou transformação acentuada da fase cúbica para tetragonal e da fase tetragonal para a fase monoclínica da zircônia. Os ensaios biomiméticos proporcionaram a formação de apatita sobre as superfícies das amostras, identificadas por DRX, e sua espessura foi medida por FRX. / Ceramic materials, as akimina and zirconia have been explored along the years as biomateriais application. The bioinert nature has been stimulating the development of new alternatives, as chemical treatments to improve the biological application of these ceramics. The biomimetic process of bioinerts ceramics for coating apatite is based on soaking the implant in a simulated body fluid, SBF, with ion concentrations nearly equal to those of human blood plasma. The bioactivity of the material is related with the formation of a layer constituted of hidroxiapatite low crystalline, similar to the biological apatite. The biocompatibility associated to the structural properties of the alumina and zirconia has been stimulating the clinical use of these materials, mainly in areas of larger mechanical requests, places not recommended for bioactive hidroxiapatite, for instance. In this work samples of alumina, zirconia doped with yttria (3% mol) and composites of alumina and zirconia doped with yttria (3% mol) were prepared by co-precipitation method, calcinated, sintered, chemically treated with solutions of acid phosphoric and sodium hydroxide and them immersed in l.OM and 1.5M SBF. The calcinated powders were analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), gas adsorption (BET) and laser diffraction. The XRD resuhs indicate that the samples are low crystalline. It was observed for BET that the samples present high specific surface area. The resuhs of laser diffraction and SEM showed that the powders are agglomerates. The sintered samples were analyzed by XRD, SEM and X-ray fluorescence (XRF). The phases quantified by Rietveld method were: cubic, tetragonal and monoclinic of the zirconia, besides the phase alpha of the alumina. The chemical treatment with phosphoric acid didn\'t present a tendency of larger apatite formation in relation to the samples no chemically treated. The treatment with sodium hydroxide provoked accentuated transformation of the cubic phase for tetragonal phase and of tetragonal phase for the monoclinic phase of the zirconia. The immersion of samples in SBF provided apatite coating formation on the surfaces of the samples, identified by XRD, and the coating thiclmess was measured by XRF.

O objetivo do trabalho foi avaliar, por meio de variáveis fisiológicas vegetais como fotossíntese, condutância estomática, transpiração foliar, concentração interna de CO2 e temperatura foliar, o efeito de insetos pragas de diferentes hábitos alimentares em suas plantas hospedeiras. Foram estimados os níveis de dano de um sugador, Orthezia praelonga Douglas, 1891, em limão cravo (Citrus limonia L.), e de Leucoptera coffeella (Guérin-Mènevile, 1842), um mastigador, em mudas de café 'Obatã'. Os ensaios foram realizados em condições ótimas de temperatura, com luz e CO2 saturantes, e diferentes porcentagens de área foliar lesionada, obtidas pela variação do número de insetos por folha, no caso de O. praelonga em limão cravo (de 0 a 35 cochonilhas/folha (0-6%), de 40 a 70 cochonilhas/folha (7-13%), de 80 a 220 cochonilhas/folha (14-40%) e >220 cochonilhas/folha (>40%)) ou por tecido vegetal consumido (intervalos de 0-25%, 26-36% e >37%), no caso de L. coffeella em mudas de cafeeiro. As leituras das variáveis fisiológicas vegetais foram feitas com um medidor portátil de fotossíntese (IRGA). Os dados foram analisados por meio de uma regressão não linear, e, nos dois casos, existe uma correlação negativa entre fotossíntese e área foliar lesionada, ou seja, quanto maior a área foliar lesionada, menor a fotossíntese; e o ponto de inflexão negativo da curva, no qual um pequeno aumento na área foliar lesionada resultou em uma grande perda fotossintética, é tomado como referência de nível de dano, sendo que o nível de controle destas pragas, esta abaixo destes valores. A condutância estomática, a transpiração foliar, a concentração interna de CO2 e a temperatura foliar, em ambos os casos, não demonstram uma correlação definida com a intensidade de danos. A transpiração foliar em limão cravo atacado por O. praelonga é maior nos pontos onde também é maior a condutância estomática, e nas folhas de café com ataque de L. coffeella a transpiração foliar mantem-se constante durante toda a curva, semelhante à variável condutância estomática. As relações matemáticas de fotossíntese/concentração interna de CO2, e fotossíntese/condutância estomática são, em ambos os casos, decrescentes, o que demonstra respectivamente queda na eficiência instantânea de carboxilação da rubisco e redução da eficiência intrínseca do uso da água em função do aumento da área foliar lesionada. A análise conjunta dos dados demonstrou que O. praelonga afeta o fotossistema I (PS I) de folhas de limão cravo; enquanto L. coffeella afeta, em primeiro plano, o fotossistema II (PS II). No caso de O. praelonga em limão cravo, determina-se a faixa de 7 a 13% de área foliar lesionada (de 40 a 70 cochonilhas/folha) como sendo o valor de nível de dano, e para L. coffeella em cafeeiro este valor ficou na faixa de 25 a 36% de área foliar lesionada (tecido consumido pelo inseto). Os valores obtidos em laboratório, necessitam ajustes efetivos na determinação do nível de controle destas pragas no campo. A técnica de leitura de fotossíntese mostrou-se adequada a este propósito, e a análise dessa variável demonstrou ser a melhor opção para tal correlação. / The goal of this work was to evaluate the effect of insect pests of different feeding habits in their host plants through readings of plant physiological variables as photosynthesis, stomatal conductance, leaf transpiration, internal carbon dioxide concentration and leaf temperature. Thus, one estimated the injury level of a sucking insect, Orthezia praelonga Douglas, 1891, in 'Rangpur' lime (Citrus limonia L.), and Leucoptera coffeella (Guérin-Mènevile, 1842), a chewing insect, in 'Obatã' coffee seedlings. The trials were carried out under optimum temperature conditions, with saturating light and CO2 , with different injured leaf area percentages, obtained by the variation of the number of insects per leaf, in the case of O. praelonga in 'Rangpur' lime (0-35 mealybugs/leaf (0-6%), 40-70 mealybugs/leaf (7-13%), 80-220 mealybugs/leaf (14-40%), and >220 mealybugs/leaf (>40%)), or through plant tissue consumed (0-25%, 26-36% and > 37% intervals), in the case of L. coffeella in coffee seedlings. Plant physiological variables readings were performed through a portable photosynthesis meter(IRGA). The data were analyzed by means of nonlinear regression, and, in both cases, a negative correlation was observed between photosynthesis and the injured leaf area, that is, the larger the injured leaf area, the lesser the photosynthesis; the negative inflection point of the curve, upon which a slight increase in the injured leaf area resulted in great photosynt hesis loss is taken as a damage level reference, and the control level of these pests is below these values. The stomatal conductance, leaf transpiration, internal CO2 concentration and the leaf temperature, in both cases, showed no defined correlation with the damage intensity. The leaf transpiration in 'Rangpur' lime attacked by O. praelonga is higher in points where the stomatal conductance is higher as well, and in coffee leaves attacked by L. coffeella the leaf transpiration remains constant throughout the curve, similarly to the stomatal conductance variable. The mathematical relationships of photosynthesis/internal CO2 concentration, and photosynthesis/stomatal conductance are, in both cases, decreasing, which respectively shows drop in instant Rubisco carboxylation efficiency and reduction of the intrinsic efficiency of water use according to the increase of the injured leaf area. The joint data analysis showed that O. praelonga affects photosystem I (PS I) of 'Rangpur' lime, while L. coffeella affects, at first, photosystem II (PS II). In the case of O. praelonga in 'Rangpur' lime the 7-13% range of the injured leaf area (40-70 mealybugs/leaf) is determined as the damage level value, and for L. coffeella in coffee the value ranges 25-36% of the injured leaf area (tissue consumed by the insect). The values found in laboratory require field validation for effective adjustments to determine the level to control these insect pests. Overall, the photosynthesis reading technique was shown adequate to this purpose, and the analysis of this variable was the best choice for such correlation.

Les objectifs de ce travail étaient d’approfondir les connaissances sur les capacités d’adaptation des diatomées à différentes concentrations de CO2 et plus précisément sur l’implication des CCM dans l’assimilation du carbone minéral dissous. Des études sur la physiologie, les enzymes de différentes voies métaboliques et des analyses de transcriptomique et de protéomique ont été réalisées. Nous avons observé que les espèces de diatomées étudiées étaient capables de réguler leurs systèmes de concentration du carbone minéral suivant les conditions environnementales. Certaines semblent utiliser préférentiellement le CO2 ou le bicarbonate tandis que d’autres espèces utilisent les deux. L’activité des anhydrases carbonique est fortement induite en faible concentration de CO2. Nos travaux montrent cependant, que l’activité de cette enzyme est variable d’une espèce à l’autre. Nous avons aussi observé que dans la majorité des diatomées que nous avons étudiées, la photosynthèse de type C3 et non de type C4 est présente, apportant ainsi un éclairage à une véritable controverse sur le métabolisme du carbone chez les diatomées. Nos travaux soulignent de plus, une grande diversité de stratégies de CCM chez les diatomées. Chez T. pseudonana, une nouvelle protéine, LCIP63, a été observée en conditions de faible concentration de CO2. Son rôle physiologique est actuellement inconnu ouvrant de nouvelles perspectives de recherche. / The objectives of this work were to improve the knowledge on ability of diatoms to scope with different CO2 concentrations and to study their carbon concentrating mechanisms (CCM). Studies of their physiology, their metabolic enzymes, and analyses at transcriptomic and proteomic levels were performed. In all studied diatoms, the CCMs can be regulated according to CO2 availability in the environment. Some diatoms seem to use preferentially CO2, others, bicarbonate and some can use both. The carbonic anhydrase (CA) activity is strongly induced when cells were grown at low vs high CO2. However, our work shows that CA activity is highly variable among the different diatoms. Most of the studied diatoms perform a C3 photosynthesis and not C4 photosynthesis. In diatoms, there is a huge diversity in the CCM strategy. A new protein, LCIP63, was observed when T. pseudonana was grown under low CO2. The physiological role of this protein is yet unknown and this finding opens new research perspectives.

Orientador: Luis Vitor Silva do Sacramento / Banca: João Domingos Rodrigues / Banca: Celso Dornellas Fernandes / Resumo: Cymbopogon citratus (DC.) Stapf é uma gramínea perene, de grande importância para a indústria farmacêutica e alimentícia, fornecedora de óleo essencial. Um problema limitante para a produção comercial é a ferrugem, causada pelo patógeno Puccinia nakanishikii Dietel. O trabalho objetivou estudar a interação patógeno-hospedeiro e availar princípios ativos naturais no controle da doença. Para os estudos anatômicos foram elaborados cortes, objetivando analisar as estruturas lesionadas e o desenvolvimento do patógeno. Foram avaliadas as trocas gasosas nas diferentes severidades da doença. Realizaram-se testes in vitro, com diferentes agentes de controle sobre a germinação de esporos do patógeno, sendo estes: óleos essenciais de eucalipto, palma-rosa, cravo-da-índia, menta, limão, citronela e mil-folhas; extrato pirolenhoso de eucalipto e mentol cristalizado. A partir destes testes foram escolhidos quatro agentes para os testes em campo, óleo de citronela e de eucalipto, extrato pirolenhoso e mentol. A área foi preparada a partir de mudas, sendo manejadas até os seis meses. Quando todas as plantas apresentavam sintomas, iniciaram-se os tratamentos com aplicações semanais. Foi avaliada ainda a doença após um corte. Os sintomas iniciais manifestam-se como manchas amareladas evoluindo para a formação de pústulas bronzeadas alongadas. Quanto à avaliação anatômica, após a infecção houve o desenvolvimento das estruturas fúngicas, prosseguindo com o rompimento da cutícula, possibilitando a observação das estruturas do patógeno de forma clara sobre as células da epiderme. Nas regiões lignificadas dos feixes vasculares não há desenvolvimento dessas estruturas. Com o aumento da severidade da doença observou-se a redução da assimilação de gás carbônico. A concentração interna de gás carbônico foi maior em severidades mais altas. Tal fato relaciona-se... (Resumo completo clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Cymbopogon citratus (DC) Stapf is a perennial grass, that has a large importance to the pharmaceutical and food industry, supplier of essential oil. One limiting problem to the commercial production is the rust caused by pathogen Puccinia nakanishikii Dietel. This work aimed to investigate the pathogen-host interactions and contribute to the researches with alternative methods of disease control. For anatomical studies were prepared anatomical sections, with the objective to analyze the structures injured and the development of the pathogen with different corants. On cultivated plants were evaluated gas exchange in different severity levels. In vitro tests were performed with different control agents, to the germination of pathogen spores, which are: essential oil of eucalyptus, palmarosa, clove, peppermint, lemon, citronella and yarrow; pyroligneous extract of eucalyptus and crystallized menthol. From these tests four products were chosen for the tests in a camp experiment, citronella oil, eucalyptus oil, pyroligneous extract and menthol. The area was prepared from seedlings, which were managed by six months age. When all plants had symptoms the treatments begin, with weekly applications. One avaliation happened after the cut of the lemongrass. The initial symptoms manifest as yellow spots progressing to formation of elongated pustules. These symptoms beginning with the development of fungal structures, after occurred the disruption of the cuticle, so the structures of the pathogen may be clearly observed on epidermis parenchyma cells of the leaf abaxial surface, however, in regions of vascular bundles, no development of such structures, these regions that have lignified structures. With the increase of the disease severity was a significant reduction in the assimilation of carbonic gas. The internal concentration of carbon dioxide was major... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Water availability is a strategy resource for forest plantation. Many authorities and researches are concerned about the water use and the impact of forest plantation. Water use and water use efficiency have been measuring in all over the world. High productivity of Eucalyptus sp plantation are depend of environmental resources such water, nutrients, light and also genotype resource efficiency. High water use is also associated with high productivity and water use efficiency. Many reports were published about water use in eucalyptus plantation. Water use might vary among 1100 mm to 1300 mm for eucalyptus plantation. Climate conditions, soil characteristics and forest management might influence water use. Currently, studies aim to understand hydrology cycle at the leaf, trees and on landscape scale. Previous studies showed that K fertilizer increase water demand. Leaf biomass and LAI also increase due to K fertilizer application, which suggest increase in water use. Eucalyptus forest plantation may also decrease water discharge in catchment, which might decrease water availability in local scale. However, transpiration varied within soil moisture, precipitation, temperature, atmosphere conditions, fertilizer application, genotype and latitude. The main objective of forest managers was often find a technique regime which forester may use to achieve the target growth rate. Nowadays, it is important to manage the forest taking to account local resource supply, local climate condition and resource availability. These strategies might increase the sustainability of forest plantation. Measurement of physiological functioning might help forests manager to understand the growth response of our forest as result of climate condition and also planning new strategies to increase forest sustainability. / A alta produtividade das florestas de Eucalyptus sp está diretamente associada aos recursos disponíveis no ambiente como água, nutrientes e luz, como também pelo uso eficiente dos recursos por diferentes genótipos. Diversos trabalhos foram realizados sobre o uso da água das florestas de eucalipto. Pesquisadores e gestores florestais sempre são questionados sobre o uso da água e a eficiência do uso da água pelas florestas de eucalipto. Diversos trabalhos mostraram que o uso da água em florestas de eucalipto podem alcançar 1100 mm a 1300 mm. No entanto, essas estimativas podem variar em função das condições edafoclimáticas e de manejo da floresta O objetivo principal dos estudos atuais é entender a dinâmica do ciclo da água em diferentes escalas da floresta, na folha, a árvore e na escala da bacia hidrográfica. Alguns estudos vêm mostrando que a adubação, em particular com potássio, também pode aumentar a demanda de água por parte das árvores. O K propicia aumento de biomassa foliar e IAF das plantas, sugerindo aumento da transpiração das árvores. Estudos na escala da bacia hidrográfica, mostraram que bacias hidrográficas ocupadas por florestas de eucalipto podem reduzir o fluxo superficial dos cursos da água como também o estoque de água nas diferentes camadas do solo, o que pode comprometer a disponibilidade hídrica numa escala local. Por outro lado, alguns trabalhos mostraram que os impactos das florestas plantadas nos recursos hídricos dependem do regime pluviométrico local. Outros fatores podem influenciar o uso da água pelas florestas tais como a capacidade de retenção de água no solo, condições atmosféricas, espaçamento e genótipos. O principal objetivo dos gestores florestais, frequentemente, tem sido a busca por uma técnica de manejo florestal que permita o alcance de altas taxas de produtividade dos genótipos plantados. Atualmente, o manejo florestal não leva em conta a disponibilidade dos recursos ambientais, principalmente a água por meio do regime pluviométrico. Essas estratégias são importantes para aumentar a sustentabilidade das florestas plantadas, principalmente em áreas em que a disponibilidade de água é crítica. A compreensão da dinâmica dos parâmetros fisiológicos pode ajudar os gestores florestais a entenderem as respostas das árvores em função das condições climáticas e planejar estratégias que possam aumentar a sustentabilidade dos plantios florestais de Eucalyptus sp.