Orientador : Ladaslav Sodek / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-16T08:03:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Haga_KunikoIwamoto_M.pdf: 1169592 bytes, checksum: fde6df8f4e11ee3d6002df8946760c16 (MD5) Previous issue date: 1982 / Resumo: O trabalho com cotilédones imaturos de soja em meio de cultura definido tem corno objetivo, levar ã melhor compreensão do metabolismo do nitrogênio, com respeito a síntese e armazenamento de proteínas nas sementes...Observação: O resumo, na integra, podera ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This study with immature soybean cotyledons cultured in a defined medium objectivates a, better uderstanding of nitrogen metabolism in relation to the synthesis of storage protein...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Biologia Vegetal

Orientador: Ladaslav Sodek / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-15T18:56:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mori_TerezinhaElizabethSoares_M.pdf: 5907627 bytes, checksum: 85951da65107d90abbde479dec26f06c (MD5) Previous issue date: 1981 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi obter informações quanto a contribuição da folha e da vagem no fornecimento de nitrogênio reduzido para a síntese de aminoácidos e proteínas na semente da planta de soja. Para esse estudo foi determinada a atividade das enzimas redutase de nitrato, glutamina sintetase e glutamato desidrogenase na folha, vagem e semente. Essas enzimas estão envolvidas na redução e assimilação de nitrogênio nesses órgãos. Foi determinado também o conteúdo de nitrogênio 'alfa¿-amino e de proteína. Inicialmente foi realizado um experimento para verificar qual sistema folha-vagem-semente seria o mais adequado para as determinações bioquímicas. Isso foi feito através da remoção de diferentes folhas e/ou frutos da planta no início da floração para verificar a contribuição de cada folha para o desenvolvimento das vagens e sementes inseridas no nó adjacente e nos nós localizados acima ou abaixo no caule. Apenas os órgãos situados no '5 GRAU¿, '6 GRAU¿, '7GRAU¿ e '8 GRAU¿ nós foram estudados, os órgãos situados no '1 GRAU¿, '2 GRAU¿, '3 GRAU¿, '4 GRAU¿ e '9 GRAU¿ nós foram removidos da planta no início da floração. Os resultados mostraram que a folha no '7 GRAU¿ e '8 GRAU¿ nós além da nutrição dos seus frutos são capazes de nutrir quando necessário, os frutos do '5 GRAU¿ e '6GRAU¿ nós... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The objective of the present investigation was to obtain information on the relative contribution of the leaf and pod of the soybean plant in the supply of reduced nitrogen for the synthesis of amino acids and protein in the seed. For this study, the activities of nitrate reductase, glutamine synthetase and glutamate dehydrogenase were determined in the leaf, pod and seed during the fruit development stage. These enzymes are involved in the reduction and assimilation of nitrogen in the plant. The amino acid and protein contents were also determined. An experiment was carried out to determined which system of leaf-pod-seed would be most adequate for this investigation. The contribution of each leaf to the development of the pods and seed of the same node and of those on nodes immediately above or below was investigated by removal of different leaves and/or fruits on flower initiation. Only those organs situated on the '5 POT. Th¿, '6 POT. Th¿, '7 POT. Th¿ and '8 POT. Th¿ nodes were used, while those of the '1 POT. St¿, '2 POT. Nd¿, '3 POT. Rd¿ and '4 POT. Th¿ nodes were removed on flowering. The results showed that the leaves of the '7 POT. th¿ and '8 POT. Th¿ nodes can, as well as supplying their own fruits, supply the fruits of the '5 POT. Th¿ and '6 POT. Th¿ nodes... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Biologia Vegetal

Orientador: Ladaslav Sodek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-27T21:05:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_CarlosAntonioFerreirade_D.pdf: 3962511 bytes, checksum: edc8b1396f26e83e34e8c9348e41ab3f (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A soja [Glycine max (L.) Merr.] é um dos modelos mais usados para se estudar a deficiência de 'O IND.2¿ no sistema radicular de plantas. Apesar disso, a literatura é carente de informações a respeito do encharcamento radicular na soja e seus efeitos sobre os teores de metabólitos, especialmente os nitrogenados, nas raízes e suas formas de transporte pelo xilema e floema. Portanto, este trabalho teve os seguintes objetivos: 1. determinar os efeitos da hipoxia no sistema radicular da soja sobre os teores de metabólitos nas raízes, nos exsudatos do xilema e floema e sobre a atividade das enzimas alanina aminotransferase e aspartato aminotransferase nas raízes; 2. determinar o tempo necessário para a recuperação dos teores dos metabólitos nas raízes e no exsudato do xilema e da atividade da enzima alanina aminotransferase em raízes de soja, após o retorno à normoxia; 3. Purificar e caracterizar a enzima alanina aminotransferase em raízes de soja sob hipoxia. Plantas de soja cv IAC-17 não noduladas foram cultivadas em solução nutritiva sob normoxia (borbulhamento contínuo de ar comprimido) e, ao atingir o estádio V5, foram submetidas aos seguintes experimentos: 1. Entradaem hipoxia: suspensão do borbulhamento de ar comprimido, combinado com a aplicação de uma camada de óleo mineral sobre a solução por até 120 h; 2. Hipoxia seguida pelo retorno à normoxia: suspensão do borbulhamento de ar comprimido, combinado com o borbulhamento de 'N IND.2¿ gasoso na solução por 120 h, com posterior retorno à normoxia por até 96 h. Em ambos os experimentos, sob normoxia, os teores de 'O IND.2¿ na solução nutritiva situaram-se em torno de 87% de saturação (6,5 mg/ml). Ao se iniciar a hipoxia no experimento 1, houve uma diminuição gradativa nos teores de 'O IND.2¿,que se estabilizaram em torno de 6% de saturação (0,4 mg/ml), depois de 8 h, enquanto no experimento 2, houve uma diminuição abrupta nos teores de 'O IND.2¿ na solução nutritiva, após 6 h de hipoxia, para valores em torno de 5% (0,3 mg/ml) e, após 24 h, para 4% (0,2 mg/ml). Nas raízes de soja, observaram-se aumentos nos teores de amido e WSP nas primeiras 24 h de hipoxia, nos teores de aminoácidos até 48 h, e nos teores de açúcares solúveis totais, sacarose e proteína, a partir de 48 h até 96 h de hipoxia. Houve diminuição nos teores de 'N0 IND.3¿ ao longo de 96 h de hipoxia. No exsudato do xilema, houve aumento nos teores de aminoácidos, também, até 48 h de hipoxia, mas uma diminuição abrupta nos teores de 'N0 IND.3¿ nas primeiras 24 h. No exsudato do floema, houve uma redução pela metade nos teores de aminoácidos, açucares solúveis totais e sacarose, após 96 h de hipoxia, comparando-se ao controle normóxico. No retorno à normoxia, o restabelecimento dos teores de metabólitos encontrados nas raízes e no exsudato do xilema, no período anterior à hipoxia, ocorreu dentro de 48 h, com exceção de 'NO IND.3¿ e proteína, cujos teores foram restabelecidos aos níveis do controle, após 72 h. Houve aumentos nos teores de Ala e lactato em raízes de soja nas primeiras 48 h de hipoxia, e de piruvato e etanol, até 120 h de hipoxia. Sob hipoxia radicular, o destino principal do piruvato foi.sua conversão a Ala, que se acumulou na proporção de 5:1 e 6:1, em relação a lactato e etanol, respectivamente. No retorno à normoxia, as raízes de soja recuperaram os teores pré-hipóxicos dos metabólitos da anaerobiose em 48 h / Abstract: The soybean (Glycine max (L.) Merr.) is among the most frequently used models to study 'O IND.2¿ deficiency in the root system of plants. However, few studies have focussed on waterlogging of the root system and its effects on the metabolic content of the roots, especially nitrogenous compounds, and their means of transportation through the xylem and phloem. The objectives of this study were: 1) assess the effects of hypoxia of the soybean root system on the content of important metabolites of roots, xylem and phloem sap, together with the activity of the enzymes alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase in the roots; 2) determine the time required for the re-establishment of the levels of such metabolites in the roots and in the xylem exsudate as well as alanine aminotransferase activity in the reots, after the return to normoxia; 3) partially purify and characterise the alanine aminotransferase enzyme in soybean roots under hypoxia. Non-nodulated cv IAC -17 soybean plants were cultivated in nutritive solution under normoxia (continuous aeration by compressed air) and, after reaching the V5 stage, they were used in the following basic experimental systems: a) Hypoxia: interruption of aeration together with the application of a layer of mineral oil over the solution, for up to 120 h; b) Hypoxia followed by the return to normoxia: solution aerated with 'N IND.2¿ gas for 120 h followed by the restoration of aeration by compressed air for 96 h. Under normoxia, the 'O IND.2¿ content in the nutritive solution was around 87% saturation (6,5 mg/ml) for both experimental systems. Under conditions of the first experimental system, the 'O IND.2¿ content fell gradually and after 8 h of hypoxia stabilised at 6% saturation (0,4 mg/ml). This decrease was more abrupt in the second experimental system, where the 'O IND.2¿ content dropped to around 5% (0,3 mg/ml) after 6 h and 4 % (0,2 mg/ml) after 24 h of hypoxia. During hypoxia, the starch and water soluble polissacharids contents of the roots showed an increase after 24 h, amino acids after 48 h and total soluble sugar, sucrose and protein from 48 to 96 hours. The 'N0 IND.3¿ content decreased after 96 h of hypoxia. In the xylem exsudate, amino acid levels increased during 48 h of hypoxia, while 'N0 IND.3¿ decreased abruptly within the first 24 h. Phloem exsudates presented a 50% decrease of amino acids, total soluble sugar and sucrose after 96 h of hypoxia, compared to normoxia values. After normoxia was re-established, the metabolite content of the roots and xylem exsudates were normal after 48 h, except for 'N0 IND.3¿- and protein, which reached control levels after 72 hours. The content of Ala and lactate in the soybean roots increased within 48 h of hypoxia while pyr and ethanol increased up to 120 h. It appears that under hypoxia, the principal metabolic fate of pyr was its conversion to Ala, which accumulated in the proportion of 5:1 and 6:1 in relation to lactate and ethanol, respectively. After returning to normoxia, the roots recovered the levels of these metabolites to those observed before the hypoxia within 48 hours. Under normoxia, Asn was the predominant amino acid in the roots and xylem exsudate. However, during root hypoxia, Asn decreased sharply while the content of Ala and Gaba rose dramatically.When normoxia was re-established, these amino acids reached their original levels within 48 h / Doutorado / Doutor em Biologia Vegetal

Orientador : G. M. Felippe / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-14T21:23:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Esteves_ThelmaReginaGabriel_M.pdf: 8645522 bytes, checksum: b7ad3cd13a668b6354e85a7842c18d22 (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi testar técnicas diferentes na identificação de gerotipos de milho ( ~ ~ L.) eficientes quanto à absorção e utilização de nitrogênio. esta forma foram utilizadas as linhagens puras 1p 11, SL.Pl03, Ip 355, Ip 48 e Ip 701; os túbridos sirqJles HS 7777 (SLP 103 X Ip 701 ) e HS 1227 (Ip 365 X Ip.~) e os hÍbridos duplos HO 7374 (HS 7777 X HS 1227), HO esO1, HO Cill e HO AG40l. Esses genotipos foram submetidos às tecnicas de absorção por raIzes destacadas e de:absorção por plantas intactas em /l'Sios contendo concentrações baixas e crescentes de nitrogênio. Nos experimentos com raIzes destacadas foi utilizado nitrato de potássio em solução tampao de fosfato contendo sulfato de calcio, soluçao esta mantida à temperatura de 30 °c e sob forte aeração. Segmentos de pontas de raízes foram colocados nessas oluçÕes para ensaios de absorção, através dos quais obtiveram-se dados para determinação das velocidades de ebsorção, de Vmax e do Km dos genótipos em estudo. k3 maiores velocidades de absorção foram apresentadas por Ip 11, Ip 365, HD C501 e HD AG4O1 e as menores por Ip 463, Ip 701 e HS 7777. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Biologia Vegetal

Orientador : Ladaslav Sodek / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-17T21:41:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sawazaki_HaikoEnok_M.pdf: 7065605 bytes, checksum: d24c11831edcbf00db052ecd5f3c0915 (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: Plantas de soja, inoculadas com Rhizobium japonicium, foram cutivadas em vermicultura com solução nutritiva sem nitrogênio, em casa de vegetação. Foi estudado o efeito de NO-3 e NH+4 sobre a atividade do nódulo em termos da capacidade de fixação de nitrogênio (redução de acetileno), dos níveis de ureídeos (alatoína e ácido alantóico), aminoácidos (total e qualitativo por analisador de aminoácidos), NO-3 e NH+4, encontrados na seiva do xilema. Para esse fim, as plantas (noduladas) foram tratadas durante sete dias com soluções nutritivas contendo os íons NO-3 (15mM),NH4 (10mM), ou sem nitrogênio (controle), aplicadas próximo à época de floração. Verificou-se uma inibição do NO-3 sobre a nitrogenase (redução de acetileno) e uma diminuição marcante do nível de ureídeos na seiva, mas nenhum efeito significativo no nível dos aminoácidos.O íon NH+4 inibiu a nitrogenase com a mesma intensidade que o NO-3, mas teve menor efeito sobre o nívelk de ureídeo. Por outro lado, aumentou substancialmente o nível dos aminoácidos. Apesar disso, a relação ureídeo/aminoácidodiminuiu de maneira semelhante na presença desses íons, de forma que este valor se torna suspeito como indicador da fixação de nitrogênio,quando NH4 estiver presente. O tratamento NH+4 não alterou o teor de N-NH+4, mas aumentou ligeiramente o nível de glutamina e asparagina em comparação com o tratamento NO-3 que por sua vez aumentou ligeiramente o ácido aspártico e bastante o teor de N-NO-3 / Abstract: Soybean plants, innoculated with rhizobium japonicium, were grown in vermiculite with a nitrogen deficient nutrient solution in a greenhouse. The effect of NO-3 and NH+4 on nodule activity was studied in terms of N2-fixing capacity (acetylene reduction) and ureide and amino acid levels of the xylem sap. Nodulated plants were treated with nutrient solutions containing NO-3 (15mM), NH+4 (10mM), or without nitrogen (control) for 7 days close to flowering. NO-3 was found to inhibit nitrogenase (acetylene reduction) and bstrongly reduce the level of ureideos, but had not significant effect on the amino acid level.NH+4 inhibited nitrogenase at the same level as NO-3,but had a lower effect on ureide levels. On the other hand, the amino acid level increased substantially. The relative ureide content fell to low but similar levels for both these ions, such that this value may be suspect as an indicator of N2 fixation when NH+4 is present.NH+4 did not alter the levels of N-NH+4 , but increased slightly the level of NO-3. NO-3 caused slight increased in aspartic acid and a large increase in NO-3. The higher proportion of alantoic acid relative to allantoin was found to be even greater in plants growing on mineral N. The NH+4 ion had an intermediary effect on the two N-assimilatory processes with respect to the quantity of N transported to the aereal parts / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestre em Ciências Biológicas

Orientador : Ladslav Sodek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-19T01:18:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Horta_AnaCeciliaGoes_D.pdf: 8864702 bytes, checksum: 86f218c1a0ae8915087764c5e1886df5 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Nos dois sistemas de cultura utilizados no presente trabalho, cotiledones isolados e explantes, GLN e ASN foram igualmente eficientes em promover acúmulo de proteinas. Entretanto, a eficiencia da ALN, em cotilédones isolados, foi bastante inferior a ASN e GLN. Já em cultura de explantes, a ALN superou as outras fontes de nitrogênio, uma vez que, segundo RAINBIRD et al., 1984), "in situ" os ureideos são degradados dentro do tegumento ou vagem e o nitrogênio resultante é convertido em GLN e translocado para os cotilédones. Em ausência de N, observou-se incremento no teor de proteínas de sementes de explantes, enquanto em cotilédones isolados, apesar do aumento em peso de matéria seca, o teor de proteínas permaneceu o mesmo. Por PAGE-SD8 foi verificado que, em presença de GLN e ASN, as proteinas de reserva dos cotilédones foram sintetizadas com mais eficiencia do que nas sementes crescidas "in vivo". Enquanto em sementes de explantes a ALN promoveu a síntese de todas as subunidades das proteínas de reserva, em cotilédones isolados, sua ineficiencia foi confirmada. Na ausência de N, em cotilédones isolados, foi observado uma metabolização preferencial das subunidades alfa', alfa (78) e cadeias acidas (118), não ocorrendo sintese detectável da subunidade beta (7S). Em todos os tratamentos, mudanças substanciais na composição de aminoacidos livres, foram observadas. Um dos efeitos mais interessantes foi com respeito ao teor de ARG. Enquanto que em sementes de explantes este teor decresceu igualmente em todos os tratamentos, em cotilédones isolados, GLN promoveu um aumento de 26 vezes. No sistema de cultura de explantes, não foi observado acúmulo de ASP e nem foi detectada GLN livre na semente como observado no sistema de cultura de cotilédones isolados, no tratamento com ALN. A adição de metionina ao meio básico estimulou o crescimento e ocasionou variações na composição de aminoácidos livres e modificações qualitativas nas proteínas de reserva de cotilédones de soja. Em cotilédones isolados o aumento em peso de matéria seca e proteínas por cotiledones foi maior do que em sementes de explantes em presença de MET (MB+MET e MB-S+MET). Cotilédones crescidos em meio deficiente em enxofre (MB-S), teve 71,4 do peso de matéria fresca e 72% do peso de matéria seca dos cotilédones crescidos com sulfato <M8). Neste tratamento o teor de proteinas decresceu de 57% em relação ao MB, mas ainda alcançando o teor de proteínas das sementes desenvolvidas na planta pelo mesmo periodo. Em cultura de explantes, o teor de proteínas foi semelhante estatisticamente ao meio básico. Por PAGE-SDS, observou-se que a adição de MET inibiu especificamente a síntese da subunidade beta da fração 7S não ocorrendo modificações detectavels nas outras frações nos dois sistemas de cultura. HOLOWACH et al. (1986) mostraram que esta inibição e reversível, ou seja, com a transferência dos cotiledones crescidos em meia contendo MET para o meia básico, a subunidade acumula a taxas comparaveis ao controle. Quando cotilédones mais velhos (100 mg de peso de matéria fresca) da variedade de soja estudada neste trabalho, que ja continham subunidade beta, foram cultivados em presença de MET, a quantidade desta subunidade permaneceu constante, mostrando que esta é estavel na presença de MET. Cotilédones isolados mantidos em meio deficiente em enxofre (MB-5) acumularam todas as subunidades das conglicininas (7S) em razão similar aos cotilédones crescidos na presença de sulfato. Nesse tratamento as subunidades ácidas das glicininas (11S) foram fracamente detectadas quando comparadas com o meio básico. em sementes de explantes, a síntese das subunidades das proteinas de reserva nao foi afetada pela ausencla de enxofre no mêlo, porem, aparentemente, a concentração da subunidade beta superou aquela de sementes mantidas em meio básico. Metionina exógena afetou Significativamente a concentração de alguns aminoácidos, especialmente SER, ALA, LYS, ARG, ASP e GLU, que aumentaram em malores proporções nos dois sistemas. Entretanto, o teor de VAL aumentou somente em cotiledones isolados, enquanto que em sementes de explantes este aminoacido não foi detectado. Na ausencia de enxofre (MB-S), em cultura de cotilédones isolados, foi observado aparecimento de SER, aumento de LYS e ARG e um decréscimo em ALA, VAL e ASN quando comparados com MB. Ja em cultura de explantes foi observado um decrescimo em SER e ARG nesse tratamento. Em relação a composição de aminoácidos das diferentes subunidades das proteinas de reserva de sementes quiescentes e interessante ressaltar que, na subunidade alfa' o conteúdo de HIS e cerca de 3 vezes maior do que nas outras subunidades e que a subunidade beta se destacou por possuir o nivel mais bailxo de metionina / Doutorado / Doutor em Ciências Biológicas

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-21Bitstream added on 2014-06-13T20:09:09Z : No. of bitstreams: 1 castoldi_g_me_botfca.pdf: 674126 bytes, checksum: 6b6900fbe014a0a7c3372b27c3427fae (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / É crescente o uso de espécies do gênero Brachiaria nos mais diversos sistemas de produção, e isso se deve em grande parte à adaptabilidade dessas espécies às mais variadas condições de solo e/ou clima. A Brachiaria humidicola, particularmente, pode sintetizar e liberar de suas raízes compostos que inibem o processo de nitrificação, o que pode provocar alterações na ciclagem do nitrogênio (N) no sistema solo-planta. No presente estudo avaliou-se a dinâmica do N no sistema solo-planta, bem como as perdas de N-NH3 após a dessecação de Brachiaria brizantha, Brachiaria decumbens, Brachiaria humidicola e Brachiaria ruziziensis, espécies amplamente cultivadas no Brasil. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em Botucatu-SP, utilizou-se um Latossolo Vermelho distroférrico e o delineamento experimental adotado foi o de blocos casualizados, com parcelas subdivididas no tempo e quatro repetições. As parcelas foram compostas por quatro espécies de brachiaria (B. brizantha, B. decumbens, B. humidicola e B. ruziziensis) e as subparcelas por cinco épocas de avaliação (0, 7, 14, 21 e 28 dias após a dessecação). As plantas foram dessecadas com glyphosate 50 dias após a semeadura. Em cada uma das avaliações foram determinadas a massa de matéria seca das raízes e da parte aérea (colmos + folhas), bem como os teores de N-total, N-NH4+ e N-NO3- das brachiarias. Do solo, que foi dividido em solo da rizosfera e solo não-rizosférico, foram determinados os teores de N-total, N-NH4+, N-NO3-, pH e matéria orgânica. Também foi estimado o balanço do N no sistema solo-planta após a dessecação. As quatro espécies do gênero Brachiaria não apresentaram efeito significativo no processo de nitrificação. As maiores perdas de N do sistema solo-planta após a dessecação foram verificadas na B. ruziziensis, as quais foram pequenas e não resultaram em perdas... / Increasingly Brachiaria species are grown in different crop systems, and this is largely due to the adaptability of these plants in the several soil and climate conditions. Brachiaria humidicola, particularly, is able to synthesize and release compounds from their roots that inhibit the nitrification, which can cause changes in the nitrogen (N) cycling in the soil-plant system. In this study we evaluated the N dynamics in soil-plant system and NH3-N losses after desiccation of Brachiaria brizantha, Brachiaria decumbens, Brachiaria humidicola and Brachiaria ruziziensis, species widely cultivated in Brazil. The experiment was conduced in a greenhouse located in Botucatu, SP, Brazil. The study was carried out in a split plot in randomized blocks design, with four replicates. Plants of B. brizantha, B. decumbens, B. humidicola e B. ruziziensis were grown in pots filled with a clay soil and were desiccated with glyphosate 50 days after planting. Plant and soil samples were taken 0, 7, 14, 21 and 28 days after plant desiccation. Each sampling time root and shoot dry matter and total-N, ammonium-N (NH4+-N) and nitrate-N (NO3--N) were determined in plant tissue. Rhizospheric and non rhizospheric soil were separated and total-N, NH4+-N, NO3--N, pH and organic matter were determined in soil samples. Nitrogen budget in soil-plant system after desiccation was estimated. The four Brachiaria species has no significant effect on the nitrification process. The largest N losses from soil-plant system after desiccation were found in B. ruziziensis, but these losses were small and didn’t result in significant N losses from soil-plant system

Orientadores: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, Laudiene Evangelista Meyer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-18T11:06:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Curado_RaissaEstrela_M.pdf: 3964462 bytes, checksum: 28b1b79bbee3ec07ebb8a2d3fecebcef (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A necessidade do desenvolvimento de alternativas energéticas renováveis, limpas e de baixo custo, capazes de substituir o "petrodiesel" sem impactar a produção de alimentos, é a principal motivação para o desenvolvimento do projeto. Entre as alternativas, o cultivo de microalgas tem sido recorrentemente relatado como muito promissor. Microalgas são espécies unicelulares fotossintetizantes capazes de acumular lipídeos naturalmente. Entretanto, ainda não há cepas desenvolvidas para o uso industrial, havendo diversas barreiras tecnológicas a serem vencidas, como os altos custos de implantação e a dificuldade de encontrar organismos que aliem velocidade de crescimento e boa produtividade lipídica. Para o desenvolvimento do projeto selecionamos a espécie de microalga Neochloris oleoabundans devido à sua capacidade naturalmente superior em acumular lipídeos. O principal objetivo foi identificar estímulos ambientais capazes de induzir maior produção e acúmulo de cadeias carbônicas lipídicas nessa espécie e, então, iniciar análises moleculares nessas situações. Os primeiros cultivos de N. oleoabundans caracterizaram-se pelo crescimento muito lento nos diversos meios autotróficos testados, porém, ao final do projeto, percebemos que os cultivos cresciam com velocidade muito superior às culturas iniciais. Ao compilar os dados de crescimento obtidos nesses dois anos, vimos que as taxas de duplicação de N. oleoabundans foram elevadas em cerca de seis vezes nesse período. Acreditamos que houve seleção artificial de células mais velozes à medida que repicávamos os cultivos a fim de iniciar culturas novas. Para identificar condições capazes de induzir maior acúmulo lipídico, N. oleoabundans foi submetida a situações de estresse como privação de fósforo e nitrogênio. Observamos que a privação de nitrogênio foi capaz de desencadear aumento de teor lipídico muito expressivo. Então, sequenciamos o genoma e averiguamos a expressão gênica de algumas enzimas da via de biossíntese de ácidos graxos em privação de nitrogênio. Observamos também que cultivos feitos em meio heterotrófico mostravam-se rapidamente contaminados. A montagem do genoma pode dar indícios da natureza dessa contaminação recorrente, pois foram encontradas sequências de uma bactéria do gênero Brevundimonas. Ao investigar esse contaminante vimos que o mesmo pode estar em simbiose com a microalga, há relatos na literatura sobre simbioses dessa natureza, onde o procarioto fornece vitamina B12 e a microalga, matéria orgânica para o crescimento do mesmo. Encontramos enzimas dependentes dessa vitamina como cofator no genoma de N. oleoabundans, indicando que pode haver uma simbiose entre esses organismos. Devido aos bons resultados obtidos acreditamos que o estudo e manipulação a nível molecular dessa espécie podem torná-la potencialmente aplicável na indústria. O entendimento do mecanismo molecular de acúmulo lipídico sobre estresse, aliado ao potencial de seleção artificial de cepas velozes revelado, permite gerar conhecimento suficiente para agrupar em uma única espécie rápido crescimento e teor lipídico elevado / Abstract: Coal, petroleum and natural gas are cheap and may not run out soon. However, considering political and environmental implications associated with them, there appears to be no net economic benefit in its use. Therefore, sustainable alternatives are really necessary due to the global growing demand of energy. Among the alternatives, cultivation of microalgae has been reported as a promising technology. Algae use sunlight to produce biochemical energy via photosynthesis and its oil productivity and growth rates greatly exceeds that of vascular plants. Unlike the existing crop-derived biofuels, algae fuels can be produced without encroaching on food cropland. The technology is being intensively investigated by nearly every major and startups oil companies nowadays. However, there are no species developed for industrial use and there are several technological barriers to overcome. In this study we investigated the microalga Neochloris oleoabundans, selected for its naturally higher ability to accumulate lipids. Initially, N. oleoabundans growth rates were very low. We decreased by six times the cell doubling time, we believe that occurred artificial selection of faster growing cells during the master's period. Nitrogen starvation led to great increases in cellular lipid content. Real-time PCR experiments show that some key enzymes of fatty acid biosynthesis are differentially expressed in nitrogen starved cultures. The genome of N. oleoabundans was sequenced using Solexa® technology and preliminary analysis show the presence of a bacterium associated with the microalga. We believe that there is a symbiotic relationship between them, since the alga needs vitamin B12 despite being not capable of producing it. Our analysis show that N. oleoabundans is a very promising strain. The excellent response to nitrogen starvation and knowledge acquired with genomic approach led us to a better understanding of N. oleoabundans metabolism, indicating that this specie may be suitable for industrial application / Mestrado / Genetica de Microorganismos / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientador: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T13:33:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Favarelli_BrunaRoncon_M.pdf: 2940134 bytes, checksum: c25c1c788926b1cc98e26794405efafa (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A busca de fontes sustentáveis de bicombustíveis tem levado ao interesse renovado em microalgas como potencial matéria-prima. Esses organismos acumulam grandes quantidades de óleos sob a forma de triacilglicerídeos (TAG) quando em privação de nutrientes, entretanto, uma análise aprofundada dos mecanismos moleculares envolvidos nesse acúmulo ainda está no início. É improvável que uma espécie apresente naturalmente todas as características necessárias para a produção industrial de bicombustíveis, como altas taxas de crescimento e acúmulo de lipídios. Sendo assim, faz-se necessária a ampliação do conhecimento da genética, bioquímica e das técnicas de manipulação desses organismos para que futuramente a cepa ideal seja obtida por engenharia genética. A microalga verde Neochloris oleoabundans foi escolhida como objeto de estudo por ser naturalmente capaz de acumular grandes quantidades de TAG quando em privação de nitrogênio. Seu genoma foi sequenciado, visando à obtenção de indícios da origem genética do fenótipo de interesse. Foram preditos 10.006 genes distribuídos ao longo de 1.544 scaffolds, totalizando aproximadamente 40 Mb de genoma nuclear. A análise comparativa com outras cinco espécies de microalgas mostrou que o conteúdo do genoma de Neochloris se assemelha ao de Chlorella variabilis. A presença de famílias gênicas ortólogas muito pequenas na espécie estudada motivou a expansão dessa análise para as demais espécies de alga já sequenciadas, indicando que essa ausência de expansões gênicas pode ser um padrão de microalgas. As famílias gênicas exclusivas de Neochloris mostraram que a parede celular dessa espécie pode ser formada por hemicelulose e quitina, já que foram encontrados genes da síntese desses polissacarídeos no genoma. As vias de metabolismo energético foram mapeadas, permitindo entender o caminho energético existente na célula estudada. Além disso, a comparação do número de cópias dos diversos genes envolvidos nos processos de interesse permitiu levantar vias e moléculas chaves para estudos mais detalhados. Uma enzima chave envolvida na sinalização de privação de nitrogênio, a AMP deaminase, foi encontrada em maior número de cópias e pode estar envolvida no direcionamento para acúmulo de TAG. Há indícios de que um possível resultado da ausência de nitrogênio seja a remodelação de membranas 9 celulares, principalmente do cloroplasto, e quebra de pigmentos fotossintéticos. Essas reações podem gerar ácidos graxos livres e substâncias tóxicas para as células que são neutralizadas através de sua participação na síntese de TAG. O mecanismo de concentração de carbono empregado por um organismo fotossintetizante afeta o acúmulo de biomassa, pois plantas que utilizam o mecanismo C4-like são mais eficientes na fixação de carbono do que plantas C3. Não foi possível determinar qual o mecanismo preferencialmente empregado por Neochloris, mas grande parte dos genes envolvidos no mecanismo C4-like foi identificada no genoma. Tais genes consistem em alvos para manipulação genética, visando direcionar a fixação de carbono para C4-like. A maior eficiência fotossintética resultante pode ocasionar aumento da biomassa e do acúmulo de cadeias carbônicas na célula dessa alga, podendo gerar um maior acúmulo lipídico / Abstract: The search for sustainable sources for the production of biofuels has resulted in an increased interest in microalgae as a potential feedstock. These microorganisms accumulate large amounts of lipids in the form of triglycerides (TAG) when subjected to some types of nutrient deprivation. However, the elucidation of the molecular mechanisms involved in these metabolic responses is far from necessary for the effective use of microalgae in industrial processes. It is unlikely that a species naturally present all the characteristics necessary for the industrial production of biofuels, as for example high rates of growth and lipid accumulation. Thus, it is necessary to expand the knowledge of genetics, biochemistry and genetic manipulation of microalgae in order to adapt the productivity of wild-strains to the demands of the bioenergy sector. In this context, the green algae Neochloris oleoabundans was chosen as the object of study because it is naturally capable of accumulating large amounts of TAG when subjected to nitrogen deprivation. Its genome was sequenced in order to obtain genetic data to increase the understanding and, in the future, to produce phenotypes of interest. A total of 10,006 predicted genes were identified over the 1,544 scaffolds generated, totalizing approximately 40 Mb of nuclear genome. The comparative analysis with five other microalgae species showed that the genetic content of Neochloris resembles that of other green algae, Chlorella variabilis. The presence of small gene families in the species studied led to the expansion of this analysis for some other sequenced species of algae, indicating that the absence of gene expansions can be a common pattern of microalgae. The unique Neochloris gene families showed that the cell wall of this species may be formed from hemicelluloses and chitin, since genes associated to the metabolism of these polysaccharides were found in the in the genome. Metabolic reconstruction of energetic pathways allowed an increase in the comprehension of energy routes in Neochloris. Moreover, comparing the number of copies of several genes involved in the processes of interest allowed us the identification of key candidates for further studies. A key enzyme involved in signaling nitrogen deprivation, AMP deaminase, was found as presenting 11 various gene copies in Neochloris genome and may be involved in the response of TAG accumulation in situations of nitrogen deprivation. Also, there are some results indicating that the lack of nitrogen may promote the remodeling of cell membranes, especially in the chloroplast, as well as the breakage of photosynthetic pigments. These responses would generate free fatty acids and toxic substances, which would be therefore neutralized by the synthesis of TAG. Other response studied was the carbon concentration after photosynthesis. The carbon concentration mechanism employed by a photosynthetic organism affect the accumulation of biomass; it is known that plants using C4-like mechanism are more efficient than C3 plants. Despite the in silico data is insufficient to determine the mechanism employed by Neochloris, it was observed that most of the genes involved in C4-like mechanism were identified in its genome. These genes are interesting targets for genetic manipulation of Neochloris in order to adjust its metabolism towards a C4-like metabolism. In that case, it is expected that the resulting higher photosynthetic efficiency can lead to an increased biomass and larger accumulation of carbon chains in the cell of this alga, resulting in an increase in lipid productivity rates / Mestrado / Genetica de Microorganismos / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientador: Ciro Antonio Rosolem / Banca: Leonardo Theodoro Büll / Banca: Francisco Antonio Monteiro / Resumo: É crescente o uso de espécies do gênero Brachiaria nos mais diversos sistemas de produção, e isso se deve em grande parte à adaptabilidade dessas espécies às mais variadas condições de solo e/ou clima. A Brachiaria humidicola, particularmente, pode sintetizar e liberar de suas raízes compostos que inibem o processo de nitrificação, o que pode provocar alterações na ciclagem do nitrogênio (N) no sistema solo-planta. No presente estudo avaliou-se a dinâmica do N no sistema solo-planta, bem como as perdas de N-NH3 após a dessecação de Brachiaria brizantha, Brachiaria decumbens, Brachiaria humidicola e Brachiaria ruziziensis, espécies amplamente cultivadas no Brasil. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em Botucatu-SP, utilizou-se um Latossolo Vermelho distroférrico e o delineamento experimental adotado foi o de blocos casualizados, com parcelas subdivididas no tempo e quatro repetições. As parcelas foram compostas por quatro espécies de brachiaria (B. brizantha, B. decumbens, B. humidicola e B. ruziziensis) e as subparcelas por cinco épocas de avaliação (0, 7, 14, 21 e 28 dias após a dessecação). As plantas foram dessecadas com glyphosate 50 dias após a semeadura. Em cada uma das avaliações foram determinadas a massa de matéria seca das raízes e da parte aérea (colmos + folhas), bem como os teores de N-total, N-NH4+ e N-NO3- das brachiarias. Do solo, que foi dividido em solo da rizosfera e solo não-rizosférico, foram determinados os teores de N-total, N-NH4+, N-NO3-, pH e matéria orgânica. Também foi estimado o balanço do N no sistema solo-planta após a dessecação. As quatro espécies do gênero Brachiaria não apresentaram efeito significativo no processo de nitrificação. As maiores perdas de N do sistema solo-planta após a dessecação foram verificadas na B. ruziziensis, as quais foram pequenas e não resultaram em perdas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Increasingly Brachiaria species are grown in different crop systems, and this is largely due to the adaptability of these plants in the several soil and climate conditions. Brachiaria humidicola, particularly, is able to synthesize and release compounds from their roots that inhibit the nitrification, which can cause changes in the nitrogen (N) cycling in the soil-plant system. In this study we evaluated the N dynamics in soil-plant system and NH3-N losses after desiccation of Brachiaria brizantha, Brachiaria decumbens, Brachiaria humidicola and Brachiaria ruziziensis, species widely cultivated in Brazil. The experiment was conduced in a greenhouse located in Botucatu, SP, Brazil. The study was carried out in a split plot in randomized blocks design, with four replicates. Plants of B. brizantha, B. decumbens, B. humidicola e B. ruziziensis were grown in pots filled with a clay soil and were desiccated with glyphosate 50 days after planting. Plant and soil samples were taken 0, 7, 14, 21 and 28 days after plant desiccation. Each sampling time root and shoot dry matter and total-N, ammonium-N (NH4+-N) and nitrate-N (NO3--N) were determined in plant tissue. Rhizospheric and non rhizospheric soil were separated and total-N, NH4+-N, NO3--N, pH and organic matter were determined in soil samples. Nitrogen budget in soil-plant system after desiccation was estimated. The four Brachiaria species has no significant effect on the nitrification process. The largest N losses from soil-plant system after desiccation were found in B. ruziziensis, but these losses were small and didn't result in significant N losses from soil-plant system / Mestre