The aim of this research was to identify the mechanisms that underpin changes in respiratory capacity during acclimation to temperature. Dark respiration, enzyme activities and leaf ultrastructure were measured from ryegrass (Lolium perenne) in controlled environmental chambers and two species of native grass (Chionochloa rubra & C. pallens) growing at different altitudinal ranges on Mount Hutt, Canterbury, New Zealand. The overall hypothesis was that the changes in both mitochondrial numbers and enzyme activity underpin the greater respiratory capacity observed in response to decreasing temperatures. Gas exchange measurements were carried out to measure rates of dark respiration (Rd) in leaves of both ryegrass and tussocks. Respiratory homeostasis (full acclimation) was achieved in ryegrass leaves but only partial acclimation in both species of tussock plants. Dark respiration rates for warm-grown ryegrass were greatly reduced compared to cool-grown grasses. Rd was lower for C. rubra growing at the base of the mountain (450m) compared to plants at a higher altitude (1060m). The dark respiration rates were also lower for C. pallens growing at 1070m than at 1600m. When comparing Rd between high and low altitude plants, it was significantly lower in low altitude plants at 450m than at 1600m. Oxygen consumption was measured in intact leaves and roots, crude mitochondria and isolated mitochondria from ryegrass to investigate whether a change in respiratory capacity was involved with changes in Rd. Mitochondrial respiratory capacity was slightly reduced in warm leaves and roots (not significantly). The respiratory capacity results from isolated mitochondria for C. rubra (at 450m and 1060m) and C. pallens (at 1070m and 1600m) were consistent with the hypothesis that plants from warm sites have lower respiratory capacity in comparison to plants from cool sites. Based on these results and those of previous studies, it was concluded that respiratory flux for any given temperature is not simply determined by maximal capacities of the respiratory apparatus but rather a combination of the availability of substrate supply, the demand for respiratory products (i.e. ATP) and/or the maximal capacity of respiratory enzymes. Utilizing transmission electron micrographs, it was found that mitochondria were significantly less abundant in warm-grown than cool-grown ryegrass mesophyll cells. Mitochondria dimensions increased slightly between the cool and warm treatment. At lower altitudes (C. rubra), there was a significant decrease in mitochondria numbers with decreasing elevation. At higher altitudes (C. pallens), there was no noticeable change in mitochondria numbers between 1070m and 1600m. It was concluded that mitochondrial abundance for the controlled and field experiments, and mitochondrial sizes in the field, were associated with changes in Rd. The maximal activities of fumarase and succinate dehydrogenase (SDH) in isolated mitochondria from leaves of ryegrass and tussock were measured spectrophotometrically. The results in the controlled experiment indicate that enzymes other than fumarase and SDH could be responsible for the increased respiratory capacity observed in cold acclimated leaves of ryegrass. However, fumarase maximal activity was significantly reduced in C. rubra at low altitude compared with C. pallens growing at high altitude - this suggests that it may be involved in the differences in respiratory capacity and Rd between the two sites. Succinate dehydrogenase did not differ significantly in response to altitude. The large difference between the two field sites for fumarase activity is comparable to the large difference in Rd and reduction in mitochondrial abundance and dimensions seen between the two sites. This supports the overall hypothesis that cool-grown plants keep up with energy demands at low temperatures by increasing enzyme concentrations/capacity. The results of this study are supportive of the hypothesis that growth in low altitudes and warm conditions will result in the reduction of Rd as a consequence of: (1) temperature sensitivity of the respiratory apparatus, resulting in the reduction of the respiratory capacities of mitochondria; (2) a reduction in mitochondria size and numbers; and as a consequence of this (3) a reduction in the activities of mitochondrial enzymes. However, these responses are species specific and vary according to the range of temperatures experienced by plants in the field and controlled environments.

Thesis (Ph. D.) -- Lincoln University, 2007. / Also available via the World Wide Web.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniversitet, 2005. / Härtill 5 uppsatser.

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Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniera Agrónoma / Las emisiones de dióxido de carbono (CO2) pueden conducir a un aumento de la temperatura ambiental global e influir en el cambio climático, lo cual se ha convertido en un problema de discusión global. Los céspedes urbanos pueden mitigar estos efectos, ya que capturan el CO2 mediante el almacenamiento de carbono en los sustratos y la vegetación. El objetivo del presente estudio fue comparar estacionalmente la habilidad de secuestro de carbono y los parámetros fotosintéticos de tres cultivares de ballica perenne (Lolium perenne L.): ‘Derby Xtreme’, ‘Nobility’ y ‘Premier II’ y un suelo desnudo en la zona central de Chile. Se realizaron dos muestreos de suelo de los tres cultivares a tres profundidades (0–10, 10–20 y 20–30 cm), en la primavera de 2011 y en el otoño de 2012.

Objetivo: determinar la influencia de la utilización de sedimentos de piscigranja sobre la disponibilidad de arsénico y crecimiento de ryegrass (Lolium perenne) en un suelo contaminado con arsénico, del distrito de El Mantaro, Jauja. 2016. Método: se utilizó el método de análisis: las muestras de suelo del distrito El Mantaro, fueron analizadas en sus propiedades físico-químicas: densidad aparente, pH, conductividad eléctrica, contenido de nutrientes y materia orgánica. Las técnicas utilizadas son estándar para cada tipo de determinación. Una vez reportados los análisis se interpretaron los datos para determinar sus niveles, según el tipo de análisis. Diseño: se utilizó una muestra de suelo compuesta de la capa arable, y se distribuyó en macetas de 2 kg de capacidad, donde se aplicó cinco dosis de SP (0%, 2%, 4%, 6% y 8%), cuyos tratamientos estuvieron dispuestos en un diseño experimental completamente al azar. Resultados: las dosis de sedimentos de piscigranja, disminuyen la disponibilidad de este metaloide a valores inferiores al estándar (<12 mg/kg), en el rango de 9,07 mg/kg a 7,120 mg/kg, debido a la adsorción en la fase sólida del suelo, representando porcentajes de disminución de disponibilidad entre 1,726% a 23,169% respecto al testigo; sobresale la dosis de 8% de sedimentos de piscigranja, que redujo la disponibilidad de arsénico del suelo en 23,168%. Las dosis de sedimentos de piscigranja incrementaron significativamente el crecimiento de ryegrass, en altura de planta entre 79,556% y 91,66%; en materia seca de la parte aérea entre 81,231% y 198,462%, y en materia seca de raíz entre 186,667% y 346,667%; atribuible a la mejora de las propiedades del suelo, y por ende la influencia en el crecimiento de ryegrass.

Memoria para optar al Título Profesional de: Ingeniero Agrónomo / Se evaluó el potencial fitoacumulador de ballica (Lolium perenne L.) y/o trébol blanco (Trifolium repens L.) para ofrecer una alternativa de limpieza de sitios contaminados con cobre. Se realizó un ensayo con suelos de la V Región (Valparaíso) de Chile cultivados con vid de mesa (Vitis vinifera L.) que mostraban un alto (TB: bajos rendimientos de V. vinifera), bajo (TA: altos rendimientos de V. vinifera) e intermedio (TM: rendimientos medios de V. vinifera) nivel de Cu (DTPA) disponible (140, 40 y 90 mg kg-1, respectivamente). Durante el año 2013 y en invernadero, cada suelo (cinco repeticiones) fue sembrado con L. perenne y/o T. repens en macetas. Después de ocho meses las plantas fueron cosechadas para obtener la masa de materia seca y los contenidos de Cu tanto en los tejidos aéreos como radicales de las plantas. Así también, se determinaron los contenidos de Cu disponible, intercambiable y total de los suelos. Para las condiciones iniciales de CuDTPA intermedio y alto (TM y TB), el metal fue acumulado principalmente a nivel de raíces en los cultivos individuales y la combinación de ellos, pero ballica y ballica+trébol fueron más eficientes en cuanto a la absorción de Cu. Si bien las especies vegetales son capaces de remover el metal de los suelos, los contenidos de Cu al final del ensayo permanecieron altos (hasta 50 mg kg-1 de Cu disponible), denotando la necesidad de realizar estudios de más largo plazo y de verificar que estos resultados se repitan a nivel de campo. / To assess their potential as copper phytoaccumulators in soils and to offer a cleanup alternative of contaminated sites, ryegrass (Lolium perenne L.) and/or white clover (Trifolium repens L.) were used. The study was conducted with soil from the 5th Region (Valparaíso) of Chile cultivated with table grapes (Vitis vinifera L.) and showing a high (TB: low yields of V. vinifera), low (TA: high yields of V. vinifera) and intermediate (TM: medium yields of V. vinifera) levels of available Cu (DTPA). During 2013 and in a greenhouse assay, each soil (five replications) was sowed with L. perenne and/or T. repens in pots. After eight months plants were harvested to obtain dry matter and Cu contents in plant aerial and root tissues. Available, exchangeable and total Cu were measured also in soils. Under initial high and intermediate levels of CuDTPA conditions (TB and TM), metal was accumulated mainly at roots level in single and combined crops, but single ryegrass and ryegrass+clover were more efficient in the Cu uptake. Although species are able to remove metal from soils, the Cu contents at the end remained high (up to 50 mg kg-1 of available Cu), indicating that long-term trials are necessary and confirm these results at field level.

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Panicum coloratum es una especie C4 perenne originaria del Sur de África, que fue introducida a nuestro país en la década del 90´a partir de pocos eventos no debidamente registrados. A pesar de sus buenos atributos como forrajera ha sido escasamente difundida en los sistemas ganaderos. Sin embargo, existe hoy una tendencia a aumentar su uso debido a su potencial y a su adaptación a condiciones marginales que es donde se sitúa predominantemente la actividad ganadera en la actualidad. En los últimos años se han dado a conocer varios trabajos que estudian diversos aspectos del crecimiento y de la adaptación de la especie a estreses abióticos, a la vez que se han instituido planes de mejoramiento con el fin de obtener nuevos cultivares para afrontar la creciente demanda de esta especie. P. coloratum está constituida principalmente por dos variedades botánicas, var. makarikariense y var. coloratum. En esta tesis en particular se describe detalladamente las características morfo-fisiológicas de la var. makarikariense de una colección del INTA EEA Rafaela, y se la compara con una accesión de la var. coloratum de la misma colección. Esta información sumada a la caracterización de la variación molecular presente en la colección son de suma importancia para la conservación de los recursos genéticos presentes en la colección a la vez que resultan muy informativos para el planteo de estrategias a seguir en el programa de mejoramiento que se está siguiendo en INTA. En el desarrollo de esta tesis se trabajó con cinco accesiones, 15 materiales clonales y un material comercial de la var. makarikariense y una accesión de la var. coloratum que se estudiaron utilizando descriptores fenotípicos asociados a producción de forraje y semillas y marcadores moleculares ISSR y SSR. Se identificaron accesiones superiores en cuanto a su potencial forrajero y de producción de semillas, con rendimientos en algunos casos por encima del material comercializado en el país. La variabilidad genética encontrada por medio del uso de marcadores ISSR y SSR tanto dentro como entre accesiones, se visualizó a través de bandas y alelos únicos por accesión. Con respecto al material actualmente comercializado en el país, la variabilidad genética existente, nos indicaría que se trata de una población estabilizada que no ha sido objeto de procesos de selección definidos. La accesión de la var. coloratum fue diferenciada morfológica y genéticamente de la var. makarikariense, detectándose loci y alelos que diferencian ambas variedades. La baja correlación entre la distancia morfológica y molecular indicaría que cada set de datos provee información diferente y complementaria para la caracterización y evaluación de los materiales. Dentro de la var. makarikariense, se encontraron accesiones que difieren entre sí y en sus niveles de diversidad, pudiéndose tratar de materiales que han sufrido algún proceso de diferenciación. La evaluación del número cromosómico y modo reproductivo de los materiales, mostró que se trataría de accesiones tetraploides. Por otra parte, la diferenciación en cuanto a la producción de mayor número de semillas llenas con respecto a vanas y la supervivencia diferencial de las plántulas cuando las semillas se obtienen bajo polinización libre en comparación a la autofecundación, asegura que se trata de una especie cuyo modo reproductivo preferencial es la alogamia. El análisis de test de progenie con marcadores SSR mostró que el 100% de la progenie presenta recombinación genética y el 83% presenta alelos paternos, lo que refuerza las evidencias sobre la naturaleza principalmente alógama de la especie. Las estimaciones de los componentes de varianza sobre familias de medias hermanas mostraron que más del 80% de la variación reside dentro de familias mientras que sólo una baja proporción de la variación estaría entre familias. Asimismo fue posible diferenciar entre familias de medias hermanas para varios de los caracteres evaluados. Se lograron hacer estimaciones de heredabilidad, aunque las mismas resultaron en general con valores moderados a bajos. Estas estimaciones se utilizaron para predecir ganancias genéticas a obtenerse después de un ciclo de selección con una presión del 15% en caracteres morfo-fisiológicos asociados a producción de forraje y semillas. Los métodos utilizados para estimar heredabilidad mostraron similar tendencia entre variables y una concordancia entre ellos, lo que nos indicaría que cualquiera de ellos sería un método apropiado para la estimación de estos parámetros. Se estudiaron relaciones entre caracteres, coheredabilidades y ganancias por selección indirecta entre rasgos relacionados que pudieran ser útiles en programas de selección. Estos resultados adicionan nuevos conocimientos sobre la diversidad genética, biología reproductiva y niveles de ploidía en materiales disponibles de P. coloratum, brindan información pertinente a la vez que abren nuevas perspectivas para el programa de mejoramiento de la especie lo que permitirá la planificación y desarrollo de metodologías de cruzamientos y de utilización de los materiales para ser manipulados de forma práctica y eficiente.

Les associations symbiotiques entre différentes espèces de champignon du genre Epichloë et des plantes fourragères sont à l’origine de la production de mycotoxines responsables, dans certains pays, de toxicoses du bétail et de pertes économiques. Le développement de d’E. coenophiala dans la fétuque, qui est associé à la production d’ergovaline, est responsable de « fescue foot disease » alors que la présence d’E. festucae var. lolii dans le ray-grass anglais, qui est accompagnée d’une production de lolitrem B, est responsable du « ryegrass staggers » et de la production d’ergovaline, dont les effets toxiques associés à la présence de lolitrème B sont mal documentés. Mon travail de thèse a consisté à explorer les effets de la distribution de différents fourrages de fétuque et ray-grass endophytés toxinogènes produits dans des conditions agricoles françaises, sur la santé et la production animale et les mécanismes d’action de l’ergovaline et du lolitrème B. / The symbiotic associations between different varieties of fungi of the Epichloë kind and forages are responsible for the production of mycotoxins which are responsible of toxicoses in livestock and economic losses in some countries. The development of E. coenophiala in tall fescue, which is associated with the production of ergovaline, is responsible for « fescue foot disease » while the presence of E. festucae var. lolii in ryegrass, which is accompanied by the production of lolitrem B, is responsible for the « ryegrass staggers ». and the production of ergovaline, whose the toxic effects associated in the presence of lolitrem B are poorly documented. My thesis was to explore the effects of the distribution of different toxic forages of endophyte-infected tall fescue or ryegrass produced in French agricultural conditions on health and animal production and the mechanisms of action of ergovaline and lolitrem B.