Resumo: As espécies do gênero Eucalyptus apresentam notável capacidade de extração de água e nutrientes, assimilação fotossintética e crescimento, permitindo seu cultivo em ambientes considerados impróprios para muitas outras espécies. Além dos fatores ambientais atuando adversamente no desempenho das plantas, atualmente estas estão sujeitas aos efeitos das mudanças ambientais globais causadas pelas atividades antrópicas, tais como o aumento na incidência da radiação ultravioleta-B (RUV-B) em conseqüência da destruição da camada de ozônio. Estudos recentes têm mostrado que a RUV-B promove aumento no nível de espécies reativas de oxigênio (ERO), ocasionando estresse oxidativo nas plantas. Entretanto, as plantas apresentam um sistema de defesa contra o estresse oxidativo, constituído de enzimas antioxidantes, tais como superóxido dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) e peroxidase (POD, EC 1.11.1.7), além de outros compostos, como antocianinas, carotenóides e compostos fenólicos, que impedem a formação de ERO ou eliminam as já existentes. Há algum tempo, tem sido verificada em plantas a presença de óxido nítrico (NO), radical livre endógeno que possui a capacidade de controlar o nível e a toxicidade das ERO. Portanto, o objetivo deste trabalho foi investigar o possível efeito citoprotetor do NO em plantas de eucalipto (Eucalyptus urograndis) expostas à RUV-B. Assim, foi realizado um primeiro experimento no qual plantas de eucalipto foram expostas à RUV-B em baixa (controle) e elevada incidência, com o intuito de verificar se a radiação promove estresse oxidativo nesta espécie. Foram realizadas coletas de lâminas foliares aos cinco, dez e quinze dias após o início da exposição à RUV-B para posterior determinação do nível de peroxidação lipídica. A exposição por 15 dias à RUV-B... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The species of the genus Eucalyptus present notable capacity to extract water and nutrients, photosynthetic assimilation and growth, allowing cultivation in ambient considered inappropriate for many other species. Besides the environmental factors acting adversely in the performance of the plants, nowadays they are subject to the effects of the global environmental changes caused by human activities, such as the increase in the incidence of the ultraviolet-B radiation (UV-B) in consequence of the ozone layer destruction. Recent studies show that UV- B radiation promotes increase in the level of reactive oxygen species (ROS), causing oxidative stress in plants. However, plants have a defence system against oxidative stress, constituted of antioxidant enzymes, such as, superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1), peroxidase (POD, EC 1.11.1.7), and others compounds, such as anthocyanins, carotenoids and phenolic compounds, that avoid ROS formation or eliminate the already existent. There has been long, it was noticed the presence of nitric oxide (NO) in plants, endogenous free radical able to control the ROS level and toxicity. Therefore, the aim of this work was to investigate the possible citoprotector effect of the NO in eucalyptus (Eucalyptus urograndis) plants subjected to UV-B radiation. So, a first experiment was setup in which plants of eucalyptus were subjected to radiation in low (control) and high incidence of UV-B, to verify if UV-B radiation promotes oxidative stress in this specie. Leaves were collected at five, ten and fifteen days after the beginning of exposure to UV-B for subsequent evaluation of the level of lipid peroxidation. Exposure for 15 days to RUV-B increased the lipoperoxide content in the eucalyptus... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Ana Catarina Cataneo / Coorientadora: Inês Cechin / Banca: Leonardo Cesar Ferreira / Banca: Terezinha de Fátima Fumis / Mestre

Orientador: Prof. Dr. Bruno Lemos Batista / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2017. / A atividade mineradora é uma das principais responsáveis pela acumulação de elementos potencialmente tóxicos no meio ambiente. Estes contaminantes são absorvidos por plantas alimentícias; colocando em risco a saúde humana por exposição oral. O colapso recente de uma barragem de mineração (Fundão), operado pela Mineradora Samarco, na cidade de Mariana (estado de Minas Gerais, Brasil), derramou cerca de 50 milhões de m3 de resíduos de mineração de ferro no meio ambiente. O arroz é um alimento básico com acumulação conhecida de elementos potencialmente tóxicos (As, Cd, Pb). A este respeito, o presente estudo determinou os níveis de As, Cd, Pb, Co, Zn, Mn, Cu, Fe, Al, Se e Sr em solos, raízes e grãos de plantas de arroz cultivadas em solo contendo concentrações de lama aumentadas (0, 16, 34 e 50%). Além disso, os parâmetros agronômicos da planta de arroz (clorofila, carotenóides, rendimento de grãos, massa, altura) foram avaliados. Em geral, o arroz cultivado na lama residual da Samarco produziu grãos com baixos níveis de As, Cd e Pb. No entanto, o excesso de lama (50%) durante o cultivo do arroz diminuiu a produtividade do arroz. Os teores de clorofila (a e b) e carotenóides foram significativamente menores em todos os tratamentos com lama, principalmente no grupo com maior concentração de lama. Nossos achados sugerem que a lama não representa um risco de contaminação para alimentos, entranto, não permitiu um crescimento adequado para as plantas de arroz. A baixa concentração de matéria orgânica e as propriedades físicas da lama, tornam as práticas de agricultura e reflorestamento nas áreas afetadas pela lama um desafio. / Mining activity is one of the main responsible for accumulation of potentially toxic elements in the environment. These contaminants are absorbed by plants served as food; posing risk to human health by oral exposure. The recent collapse of a mining dam (Fundão), operated by Samarco Mining Company, at Mariana city (State of Minas Gerais, Brazil), spilled around 50 million m3 of iron mining waste in the environment. Rice is a staple food with known accumulation of potentially toxic elements (As, Cd, Pb). In this regard, the present study determined the levels of As, Cd, Pb, Co, Zn, Mn, Cu, Fe, Al, Se, and Sr in soils, roots and grains of rice plants cultivated in soil containing increased mud-concentrations (0, 16, 34 and 50%). Further, rice plant agronomic parameters (chlorophyll, carotenoids, grain yield, mass, height) were assessed. Overall, rice cultivated at Samarco`s residual mud produced grains with low levels of As, Cd, Hg, and Pb. However, the excess of mud (50%) during the rice cultivation reduced grains yield. Chlorophyll (a and b) and carotenoids contents were significantly lower in all treatments with mud, mainly mud-50%. Our findings suggest that the mud does not pose a risk of food contamination, however, did not allow adequate growth for rice plants. The low concentration of organic matter and the physical properties of the mud make agricultural and reforestation practices in the areas affected by mud a challenge.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Due to the historical application of cupric fungicides in vineyards, the amounts of copper (Cu) in these soils can reach levels that cause toxicity to plants. Recently researchers have tried alternative products to the cupric ones, in order to reduce the amount of Cu applied to the vineyards, which usually shows zinc (Zn) in its composition. This study aimed to evaluate the biochemical and physiological changes in corn plants, grown in soil with a high content of Cu and different levels added of Zn. In November 2011 the soil was collected from the 0-15 cm layer of a vineyard with high Cu content and in an area of native grass adjacent to the vineyard, with low concentrations of Cu and Zn, which served as treatment control, and both soils were classified as Typic Hapludalf. The experiment was performed in a greenhouse and was divided into two corn crops, the first between March and April, and the second between October and November, both in 2012. The treatments were the doses of 0, 30, 60, 90, 180 and 270 mg kg-1 of Zn added to the soil of the vineyard, plus the control treatment. Treatments had pH values in water and levels of available phosphorus and exchangeable potassium similar. At 35 days after emergence the plants were harvested and the accumulation of dry matter from roots and shoots and the concentration of Cu and Zn in leaves were determined. It was also evaluated the operation of the photosynthetic apparatus from the fluorescence of chlorophyll a and the photosynthetic pigments, biochemical parameters related to oxidative stress in leaves of plants, such as activity of superoxide dismutase (SOD) and of non-specific peroxidase (POD) were evaluated. The high concentrations of Cu and Zn in soil caused toxicity to corn plants and provided foliar concentrations above the levels considered normal in the leaves, from both cultivations. The Zn toxicity was evidenced by the decrease in the growth of both roots and shoots, as well as the induction of symptoms of toxicity and deficiency in photosynthetic parameters, reflecting photoinhibition. Moreover, it was observed oxidative stress and the antioxidant system of maize plants was not effective enough to reverse the condition of stress, especially in cultivated soils received higher doses of Zn. / Devido ao histórico de aplicação de fungicidas cúpricos em vinhedos, os teores de cobre (Cu) nestes solos podem atingir níveis que causam toxicidade às plantas. Recentemente tem-se buscado produtos alternativos aos cúpricos, com o intuito de reduzir a quantidade de Cu aportado aos vinhedos, os quais geralmente apresentam zinco (Zn) em sua composição. O objetivo foi avaliar se o aumento na concentração de Zn no solo poderia significar toxidez adicional às plantas de milho cultivadas, em um ambiente já contaminado com alto teor de Cu no solo. Em novembro de 2011 o solo foi coletado na camada de 0-15 cm de um vinhedo com alto teor de Cu e em uma área de campo nativo adjacente ao vinhedo, com baixos teores de Cu e Zn, o qual serviu como tratamento controle, sendo que ambos os solos foram classificados como Argissolo Vermelho. O experimento foi conduzido em casa de vegetação e foi dividido em dois cultivos de milho. O primeiro entre março e abril, e o segundo entre outubro e novembro, ambos no ano de 2012. Os tratamentos foram as doses de 0, 30, 60, 90, 180 e 270 mg kg-1 de Zn adicionadas ao solo de vinhedo, mais o tratamento controle, todos com valores de pH em água e teores de fósforo disponível e potássio trocável semelhantes. Aos 35 dias após a emergência as plantas foram coletadas e o acúmulo de matéria seca de raízes, de parte aérea e a concentração de Cu e Zn nas folhas foram determinados. Foi avaliado também o funcionamento do aparato fotossintético a partir da fluorescência da clorofila a e os pigmentos fotossintéticos, parâmetros bioquímicos ligados ao estresse oxidativo nas folhas das plantas, tais como atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD) e das peroxidases não específicas (POD). Os teores elevados de Cu e Zn no solo causaram toxicidade às plantas de milho e proporcionaram teores foliares acima dos níveis considerados normais nas folhas das plantas, nos dois cultivos. A toxicidade de Zn se evidenciou através da diminuição no crescimento, tanto das raízes, como da parte aérea, bem como pela indução de sintomas de toxicidade e deficiência nos parâmetros fotossintéticos, refletindo na fotoinibição. Além disso, foi observado estresse oxidativo e o sistema antioxidante das plantas de milho não foi suficientemente eficaz para reverter a condição de estresse, especialmente nas plantas cultivadas nos solos que receberam as maiores doses de Zn.

Tabernaemontana catharinensis, popularly known as cobrina, is a native tree, which belongs to the family Apocynaceae. This species is suitable for reforestation, it is rich in phytochemicals compounds and it is used in folk medicine in the form of tea or infusion of its leaves and barks. Impacts of the indiscriminate extraction of seeds and vegetative parts of native species have increased in recent years, being the cultivation of plants on a large scale in a sustainable manner one of the challenges for production - without compromising natural resources. However many species still lack ecological, physiological and agronomic information. Then, the aims of this study were to evaluate the physiological quality of seeds and morphophysiological parameters of T. catharinensis propagated in vitro and ex vitro. In this regard, ripe fruits were collected in mid lateral third of five arrays with approximately four meters high and located in the remaining vegetation in the city of Ijuí, Northwest region of Rio Grande do Sul (28° 26' 07 "S and 53° 57' 50"W). The experiments were performed in laboratory and in greenhouse. In the laboratory, seeds were germinated in the presence of light (photoperiod of 16 hours) and in the absence of light (continuous dark), by testing five temperatures: 15, 20, 25, 30 °C and alternating 20 to 30 °C (night-day). Three conditions and storage temperatures: 25 ± 1 °C (growth room), 10 ± 1 °C (refrigerator) and 4 ± 1 °C (cold room), were part of the experiment. They were used to check the germination behavior and the water content during six periods seed storage (30, 60, 90, 120, 150 and 180 days). We observed that, regardless of photoperiod (photoperiod of 16 hours and continuous darkness), 25 and 30 °C temperatures promoted the highest percentage of germination of T. catharinensis seeds. T. catharinensis seeds behave as neutral photoblastic. The storage of seeds of T. catharinensis for 180 days reduces the water content of the seeds, not occurring the reduction in germination potential, which demonstrates an orthodox behavior. For the experiments in vitro conditions, in order to obtain seedlings and the establishment of T. catharinensis, seeds were pre-soaked in gibberellic acid (GA3) at concentrations of 0.0; 300 and 600 mg L-1 in two regimes of time 24 and 48 hours. Afterwards, the cotyledon segments of 1 cm seedlings obtained in vitro germination. With 70 days old, they were inoculated in culture medium with 100% of minerals MS (MURASHIGE; SKOOG, 1962), plus combinations of 6-benzylaminopurine (BAP) 0.0; 1.0; 2.0; 4.0; 6.0 mg L-1 and naphthaleneacetic acid (NAA) 0.0; 0.1; 0.2; 0.4; 0.6 mg L-1. For in vitro rooting experiment, microcuttings of 90 days, with three pairs of leaves, were inoculated in MS medium (MURASHIGE; SKOOG, 1962), supplemented with IBA concentrations 0.0; 1.0; 2.0; 4.0; 6.0 mg L1. The percentage of germination was not significantly different in pre-soaked seeds in GA3, however we observed a reduction in the speed of germination at concentrations of 300 and 600 mg L-1 of GA3 for 48h of immersion. In vitro establishment, we verified the direct organogenesis of adventitious shoots from cotyledons of cobrina without the need for growth regulator, but the use of BAP associated with NAA maximized the number of shoots, leaves and fresh mass of shoots. For the in vitro experiment rooting supplementation of 1.0 and 6.0 mg L-1 of IBA to the culture medium resulted in the highest rooting rate (96.5 and 89%, respectively) and root length (15.96 and 15.60 cm, respectively). The absence of growth regulators (IBA) decreased the number of tips and root volume and the contents of chlorophyll b. For the experiment in the greenhouse, the treatments were Mecplant® substrate compositions (commercial substrate), fine texture vermiculite (V) and carbonized rice husk (CRH), by evaluating their influence on the emergence, vigor and morphophysiological parameters of T. catharinensis. We found out that the isolated use of commercial substrate 100% Mecplant® occurred less emergency and IVG seedlings, which negatively affected the growth characteristics. The commercial substrate associated with inert material vermiculite in formulations 50% Mecplant® + 50% V and 25% Mecplant® + 75% V showed higher expression of seed vigor and greater seedling growth, proving to be more appropriate, from the study to the formation of cobrina seedlings. Levels of chlorophyll b, as well as the total carotenoid are not influenced by the substrates. The ratio of chlorophyll a/b is higher in the treatments T2 (75% Mecplant® + 25% V), T4 (25% Mecplant® + 75% V) and T5 (75% Mecplant® + 25% CRH). / Tabernaemontana catharinensis, conhecida popularmente como cobrina, é uma árvore nativa, pertencente à família Apocynaceae. Essa espécie é indicada para reflorestamento e rica em compostos fitoquímicos além de ser utilizada na medicina popular na forma de chá ou infusão de suas folhas e cascas. Impactos decorrentes da extração indiscriminada de sementes e partes vegetativas de espécies nativas vêm crescendo nos últimos anos, sendo um dos desafios para a produção o cultivo das plantas em larga escala de modo sustentável, sem o comprometimento dos recursos naturais. Contudo muitas espécies ainda carecem de informações ecológicas, fisiológicas e agronômicas. Assim, os objetivos deste trabalho foram avaliar a qualidade fisiológica das sementes e os parâmetros morfofisiológicos de T. catharinensis propagadas in vitro e ex vitro. Para isso, frutos maduros foram coletados no terço médio lateral de cinco matrizes com cerca de quatro metros de altura e localizadas em remanescente vegetal, no município de Ijuí, região Noroeste do Rio Grande do Sul (28° 26' 07"S e 53° 57' 50"O). Os experimentos foram desenvolvidos em condições de laboratório e em casa de vegetação. Em laboratório, sementes foram colocadas para germinar na presença de luz (fotoperíodo de 16 horas) e ausência de luz (escuro contínuo), testando-se cinco temperaturas: 15, 20, 25, 30 ºC e alternada 20-30 ºC (noite-dia). Três condições e temperaturas de armazenamento: 25 ±1 ºC (sala de crescimento), 10 ±1 ºC (refrigerador) e 4 ±1 ºC (câmara fria), constituíram o experimento para verificar o comportamento germinativo e o teor de água durante seis períodos de armazenamento das sementes (30, 60, 90, 120, 150 e 180 dias). Observou-se que, independente do regime de luz (fotoperíodo de 16 horas e escuro contínuo), temperaturas de 25 e 30 ºC, promoveram maior percentagem de germinação das sementes de T. catharinensis. Sementes de T. catharinensis comportam-se como fotoblásticas neutras. O armazenamento das sementes de T. catharinensis por 180 dias reduz o teor de água das sementes, não ocorrendo redução no potencial germinativo, demonstrando um comportamento ortodoxo. Nos experimentos em condições in vitro, para obtenção de plântulas e estabelecimento de T. catharinensis, sementes foram pré-imersas em ácido giberélico (GA3) nas concentrações de 0,0; 300 e 600 mg L-1 em dois regimes de tempo 24 e 48h. Posteriormente, segmentos cotiledonares de 1 cm de plântulas obtidas da germinação in vitro, com 70 dias de idade, foram inoculados em meio de cultura com 100% dos sais minerais de MS (MURASHIGE; SKOOG, 1962), acrescidos das combinações de 6-benzilaminopurina (BAP) 0,0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 mg L-1 e ácido naftalenoacético (ANA) 0,0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6 mg L-1; para o experimento de enraizamento in vitro, microestacas de 90 dias, com três pares de folhas, foram inoculadas em MS (MURASHIGE; SKOOG, 1962), acrescido com concentrações de ácido indolbutírico (AIB) 0,0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 mg L1. A percentagem de germinação não diferiu significativamente em sementes préimersas em GA3, contudo ocorreu redução na velocidade de germinação nas concentrações de 300 e 600 mg L-1 de GA3 por 48h de imersão. No estabelecimento in vitro, ocorreu a organogênese direta de brotações adventícias de explantes cotiledonares de cobrina sem a necessidade de fitorreguladores de crescimento, porém o uso de BAP associado ao ANA maximizou o número de brotos, folhas e a massa fresca de brotações. Para o experimento de enraizamento in vitro a suplementação de 1,0 e 6,0 mg L-1 de AIB ao meio de cultura proporcionou maiores taxas de enraizamento (96,5 e 89%, respectivamente) e comprimento de raiz (15,96 e 15,60 cm, respectivamente). A ausência de fitorreguladores de crescimento (AIB) reduziu o número de pontas e volume de raízes e os teores de clorofila b. Para o experimento em casa de vegetação, os tratamentos constaram de composições do substrato Mecplant® (substrato comercial), vermiculita de textura fina (V) e casca de arroz carbonizada (CAC), avaliando-se a influência destes na emergência, vigor e nos parâmetros morfofisiológicos de T. catharinensis. Verificou-se que no uso isolado de substrato comercial 100% Mecplant® ocorreu menor emergência e IVG de plântulas, afetando negativamente as características de crescimento. O substrato comercial associado ao material inerte vermiculita nas formulações 50% Mecplant® + 50% V e 25% Mecplant® + 75% V propiciaram maior expressão do vigor de sementes e maior crescimento de mudas, evidenciando ser mais adequado, dentre os estudados, para a formação de mudas de cobrina. Teores de clorofila a, b, total e carotenoides não são influenciados pelos substratos formulados. A relação da clorofila a/b é mais elevada nos tratamentos T2 (75% Mecplant® + 25% V), T4 (25% Mecplant® + 75% V) e T5 (75% Mecplant® + 25% CAC).

Due to the invasive nature of quantification techniques, baseline pigment data for coral-dwelling zooxanthellae are not known. In an attempt to develop a model for non-invasive estimation of zooxanthellae pigment concentrations from corals, field samples were taken from Porites rus and P. lutea in Apra Harbor, Guam. In-situ reflectance spectra (R400-R800) from 22 coral colonies were collected. “Coral truthing” was accomplished by extracting corresponding tissue core samples. Subsequent analysis to quantify the concentrations of 6 zooxanthellae pigments (µg cm-2) was performed using HPLC. Trials of multiple linear regressions were attempted (EJ Hochberg) and found inappropriate, despite previous success. The multivariate calibration technique partial least squares regression (PLS-R) is an excellent tool in the case of co-linear variables. Thus, PLS-R was attempted for chlorophyll c2 and peridinin after demonstration of co-linearity. This may be an appropriate approach for development of bio-optical models to estimate zooxanthellae pigment concentrations. Further, the dinoflagellate diagnostic pigment peridinin may be of great value for reef-scale remote sensing of changes in coral status in the future.

Dans les écosystèmes littoraux, les communautés microphytobenthiques sont soumises à des conditions environnementales qui peuvent être extrêmes en particulier en ce qui concerne l'intensité lumineuse. Les mécanismes de protection mis en place dépendent étroitement du type d'habitat où se développent ces communautés et cette thèse a pour objectifs d'analyser les caractéristiques de l'activité photosynthétique et les mécanismes de protection développés par des assemblages microphytobenthiques dans deux écosystèmes littoraux très différents : les vasières intertidales atlantiques de la Baie de L'Aiguillon (France) et la lagune côtière non tidale de Puck Bay dans la Mer Baltique (Władysławowo, Pologne). Pour réaliser ces objectifs, trois études ont été réalisées : (1) la description des communautés microphytobenthiques, (2) la caractérisation de leur activité photosynthétique et (3) l'analyse des mécanismes de photoinhibition et de photoprotection.La structure taxonomique du microphytobenthos a été décrite en se basant sur des observations en microscopie optique et sur la mesure des caractéristiques des pigments photosynthétiques par chromatographie liquide à haute performance (HPLC). L'activité photosynthétique a été étudiée par des méthodes de microrespirométrie volumétrique et de spectrofluorométrie de la chlorophylle a. Les mécanismes de photoinhibition et de photoprotection ont été étudiés par fluorométrie en modulation d'amplitude pulsée (PAM).Les résultats obtenus nous ont permis de montrer que :1) Les communautés atlantiques sont fortement dominées par des diatomées épipéliques, alors que le microphytobenthos de la Mer Baltique est plus diversifié et comporte, outre des diatomées, une large part de cyanobactéries,2) Les microphytobenthos atlantique est bien acclimaté à des valeurs d'intensités lumineuses plutôt faibles, alors que les communautés de la Mer Baltique ont encore une bonne activité photosynthétique à de fortes irradiances,3) Les diatomées atlantiques présentent une plus forte photoinhibition que les microalgues de la Baltique,4) L'activité photosynthétique des communautés microphytobenthiques non perturbées montre un des rythmes circadien et tidal, qui semblent être contrôlés par des facteurs endogènes, qui mettent en jeu des adaptations comportementales comme la migration verticale pour les diatomées atlantiques,5) En ce qui concerne le microphytobenthos de la Mer Baltique, qui n'a pas de capacité migratoire, la photoprotection est assurée en premier lieu par la mise en jeu de processus physiologiques. Nous avons pu montrer la très grande flexibilité du photsystème PSII qui est capable de suivre très rapidement les changements à court terme de lumière ambiante. / The scope of this thesis includes the characteristics and comparison of photosynthetic activity and photoprotection mechanisms of microphytobenthos assemblages inhabiting the Atlantic intertidal mudflats of Aiguillon Bay (Esnandes, France) and the littoral zone of the Baltic Sea in non-tidal Puck Bay (Władysławowo, Poland). In order to accomplish the main aims of the work the following tasks were carried out: (1) characterization of microphytobenthic assemblages; (2) characterization of their photosynthetic activity and (3) description of photoinhibition and photoprotective mechanisms. The structure of microphytobenthos was described based on observation of the material in light microscope (LM) and through the characteristics of photosynthetic pigments using high performance liquid chromatography (HPLC). Photosynthetic activity was described using various methods including classical (volumetric micro-respirometer) and modern (chlorophyll a fluorescence) ones. In addition, the measurements of variable fluorescence were also used to study photoinhibition and photoprotective mechanisms. Based on the obtained results it was stated that:1.) the Atlantic assemblages were strongly dominated by epipelic diatoms, while the Baltic microphytobenthos was more diverse and cyanobacteria, next to diatoms, were also very important component,2.) it was shown that the Atlantic microphytobenthos was well acclimated to rather low light intensities, while the Baltic assemblages showed good utilization of higher irradiance,3.) the Atlantic diatoms were more susceptible to photoinhibition than the Baltic microalgae,4.) the photosynthetic activity described for the undisturbed microphytobenthos communities revealed circadian and circatidal rhythms, which seemed to be controlled by endogenous factors, supporting diatoms’ behavioural adaptations i.e., vertical migration,5.) in case of the Baltic microphytobenthos, the lack of the ability to move caused their physiological processes the first line of defence against excess irradiances. The analysis revealed extreme flexibility of PSII which was able to follow rapidly the short-term changes in ambient light

Este trabalho envolve o estudo sobre os níveis de pigmentos fotossintéticos, carotenóides e clorofilas, presentes nas algas marinhas Tetraselmis gracilis e Gracilaria tenuistipitata, em condições de senescência celular e estresse antropogênico (poluição metálica). Em razão do papel fundamental dos carotenóides na organização de membranas tilacóides, o papel estrutural de carotenos e do extrato metanólico de T. gracilis em bicamadas lipídicas também foi avaliado. Para estes estudos foram realizados o cultivo, coleta e construção das curvas de crescimento das algas, obtenção dos cromatogramas típicos, identificação de alguns pigmentos fotossintéticos através de padrões, análise dos extratos brutos em diferentes fases de crescimento e respectiva quantificação. Foram realizados bioensaios de toxicidade dos metais Cd, Cu, Hg e Pb e foram estimados os parâmetros toxicológicos CE15 e CE50 (concentração efetiva para a redução de 15 e 50%, respectivamente, do crescimento algal). Os modelos de estresse agudo e crônico foram construídos para cada metal e a quantificação dos pigmentos fotossintéticos foi realizada. Lipossomos foram confeccionados com a incorporação de carotenos e do extrato metanólico de T. gracilis na bicamada e foram realizadas medidas de espalhamento de luz, de calorimetria, do diâmetro hidrodinâmico e de fosfolípides. A cinética de liberação e de permeação de NO foi estudada através de medidas de fluorescência e de quimiluminescência. Também foi realizada a extração e pré-isolamento dos carotenóides presentes em T. gracilis. Os mecanismos de defesa contra espécies reativas de oxigênio foram diferentes em razão das distintas variações observadas nos níveis de pigmentos para cada metal estudado e tipo de estresse. Também foi observado um aumento do nível de pigmentos em função do aumento do tempo de exposição correspondendo provavelmente a uma estratégia aclimatativa extremamente importante no papel de adaptação e sobrevivência de organismos fotossintéticos, o que torna este tipo de avaliação, principalmente dos níveis de carotenóides, uma ferramenta útil como parâmetro de avaliação de poluição ambiental, além do emprego da biomassa como ferramenta de biorremoção de metais. Em relação aos valores de CE50 observados, o valor encontrado para o Cu foi inferior ao padrão previsto na Resolução do CONAMA no 357. Portanto, efluentes contendo Cu em níveis permitidos poderão causar danos à biota marinha. Mais ainda, sugere-se que os limites recomendáveis para este metal deverão ser revistos e alterados para a preservação de ecossistemas aquáticos. A incorporação do extrato de T. gracilis ocasionou uma grande perturbação na estruturação da membrana, resultando na fluidificação da bicamada lipídica, independente da fase de crescimento. O β-caroteno e o licopeno interferem na estruturação de bicamadas lipídicas diminuindo o diâmetro hidrodinâmico das vesículas unilamelares grandes, efeito ainda não descrito na literatura, reduzindo o valor da temperatura na qual se inicia a transição de fase, alargando a faixa onde ocorre a transição, reduzindo os valores capacidade calorífica e da entalpia e, conseqüentemente, modificando a cooperatividade da transição. Somente o β-caroteno causou fluidificação do sistema lipídico e aumento da velocidade de permeação de NO através da membrana, sugerindo o provável papel do β-caroteno na modulação de propriedades físicas da membrana. / This work involves the study of the levels of photosynthetic pigments, carotenoids and chlorophylls, contained in the marine algae Tetraselmis gracilis and Gracilaria tenuistipitata, under conditions of cellular senescence and anthropogenic stress (metallic pollution). Due to the fundamental organizational role of carotenoids in thylakoid membranes, its structural features in lipid bilayers were evaluated. Also in this last mentioned study, it was employed the methanolic extract of T. gracilis. In order to perform these studies, the algae were cultivated and the growth curves determined. Also, the typical chromatograms were obtained, and some photosynthetic pigments were identified trough commercial standards, which were then analyzed and quantified in crude extracts of different growth phases. The toxicity of the metals Cd, Cu, Hg and Pb were determined trough bioassays, which led to the toxicological parameters EC15 and EC50 estimation (the effective concentration that causes 15 and 50% of reduction of the algal growth, respectively). For each metal, the acute and chronic stress models were built, and the photosynthetic pigments contents\' quantified. Liposomes were constructed with the incorporation of carotenes and of the T. gracilis\' methanolic extract in the bilayer, which were then submitted to light scattering, calorimetric, hydrodynamic radius and phospholipid assays. Fluorescence and chemiluminescence measurements were used to study the NO kinetics of liberation and permeation. Also, it was accomplished the extraction and pre-isolation of carotenes contained in T. gracilis. For each type of metal and stress occasioned, different levels of pigments were observed, a consequence of the different mechanisms employed against reactive oxygen species. At higher exposure periods, higher pigments\' contents were quantified, which probably corresponds to an algae acclimatative strategy. The EC50 value found for Cu is higher than the standard one previously stated in the CONAMA\'s nº 357 resolution. This means that effluents containing Cu, in levels allowed by the law, may cause damage to the marine biota. Moreover, it\'s suggested a reevaluation of the standard limiting value for this metal, in order to preserve aquatic ecosystems. A higher fluidity of the lipid bilayer, occasioned by a large perturbation of the membrane\'s structure, was accomplished by incorporating the extract of T. gracilis. This was observed independently of the cells\' growth phase. &$946;-carotene and licopene interfere in the lipid bilayer structure, lowering the hydrodynamic diameter of large unilamellar vesicles, an effect not previously reported in literature. This reduces the temperature were the phase transition initiates, broadens the transition gap, lowers the calorific capacity and enthalpy values, consequently, modifying the transition cooperation. Only β-carotene induces a higher fluidity of the lipid system and a faster NO permeation trough the membrane, which suggests that it may modify physical properties of the membrane.

Breeding of coniferous trees in the Czech Republic is undergoing an important development during last decades, especially thanks to molecular-genetic methods, which refine and simplify mapping of tree genotypes and the selection of superior genotypes. Recently, in the Czech Republic superior genotypes are selected based on forestry parameters (tree height, trunk diameter, and timber quality) what does not always correlate with the ability of a tree to resist abiotic and biotic stresses. Recently, there is an effort to include in the breeding also physiological parameters and select superior genotypes using nonspecific stress indicators, which are able to correspond better to tree fitness than the forestry growth parameters. The present thesis deals with genotypes of Scots pine (Pinus sylvestris L.) growing in seed orchards Doubrava and Silov in the Pilsen region in the Czech Republic. Seed orchards are tree plantations, which serve as a reserve of the genetically valuable reproduction material, they are parts of breeding programs. Pine needles were collected in July 2015 and analyzed for non-specific stress indicators - photosynthetic pigments, phenolics, lignin, cellulose and proline contents and leaf reflectance and fast chlorophyll fluorescence measurements. First objective of the present thesis...

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Phosphorus (P) is one of the macronutrient that most limits crop production, especially of that potato, a crop that is highly responsive to soil fertility. The deficiency of this nutrient occurs in more than half of the world's arable land. This work aimed to study the effect of two contrasting levels of P in potato genotypes through physiological (growth, chlorophyll a fluorescence, photosynthetic pigments) and biochemical parameters (acid phosphatase activity, phosphorus content in tissues), as well as determinate the efficiency and response index to P. The experiment was conducted hydroponically in a greenhouse, using sand as substrate. The treatments consisted of four potato genotypes SMIC148-A (C), SMIF212-2 (M), SMIG145-1 (O) and SMIJ319-7 (S) and two levels of phosphorus (P), 5% P and 50% (2,32 e 23,23 mg L-1) P of the standard solution. Evaluations were performed at 18, 39 and 62 days after transplanting (DAT). The low level of P was responsible for reductions in tuber yield and production of shoot and root, as decreases in the number of leaves and fresh and dry weight of these parts of the plant were found. The activity of the acid phosphatase enzyme was higher on 5% of P in root and lower in the fourth leaf at initial period of cultivation. The concentration of soluble phosphorus (Pi) and total P content in the tissue, were generally lower at the lower phosphorus level that at the highest level. The concentration of the photosynthetic pigments has been generally kept similar between levels. The Fv/Fm and Fv/Fo ratios as well as a transport rate of electrons (ETR1500) for some genotypes had reductions on 5% P. On the basis of P use and response efficiency indexes, genotypes SMIC148-A (C) and SMIF212-2 (M) were classified into NENR and genotypes SMIJ319-7(S) and SMIG145-1 (O) ER. Keywords: Solanum tuberosum, P use efficiency, P response efficiency, acid phosphatase, phosphorus content, a chlorophyll fluorescence, photosynthetic pigments. / O fósforo (P) é um dos macronutrientes que mais limita a produção agrícola, especialmente a produção de batata, que é uma cultura altamente responsiva à fertilidade do solo. A deficiência deste nutriente ocorre em mais da metade dos solos agricultáveis do mundo. Este estudo teve como objetivo estudar o efeito de níveis contrastantes de P em genótipos de batata através de parâmetros fisiológicos (crescimento, fluorescência da clorofila a, pigmentos fotossintéticos) e bioquímicos (atividade da fosfatase ácida, teor de fósforo nos tecidos), bem como a determinação de índices de eficiência e resposta ao P. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em sistema hidropônico em areia. Os tratamentos utilizados constaram de quatro genótipos de batata, SMIC148-A (C), SMIF212-2 (M), SMIG145-1 (O) e SMIJ319-7 (S) e dois níveis de fósforo (P), 5% de P e 50% (2,32 e 23,23 mg L-1, respectivamente) de P da solução padrão. As avaliações foram realizadas aos 18, 39 e 62 dias após o transplantio (DAT). O baixo nível de P foi responsável por reduções na produção de tubérculos bem como na produção de parte aérea e raiz, pois se verificou decréscimos no número de folhas e na massa fresca e seca destas partes da planta. A atividade da enzima fosfatase ácida foi maior em 5% de P em raiz e menor na quarta folha em período inicial de cultivo. A concentração de fósforo solúvel (Pi) bem como o conteúdo de P total no tecido, foram em geral menores no menor nível de P que no maior nível. A concentração de pigmentos fotossintéticos de maneira geral foi mantida em baixo P. As razões Fv/Fm e Fv/Fo, bem como a taxa de transporte de elétrons (ETR1500) para alguns genótipos tiveram reduções em 5% de P. A partir de índices de eficiência de uso e resposta ao P o genótipos SMIC148-A (C) e SMIF212-2 (M) foram classificados em NENR e os genótipos SMIJ319-7(S) e SMIG145-1 (O) em ER.