Orientador: Janete Apparecida Desidério / Banca: Sonia Marli Zingaretti / Banca: Liliane Marcia Mertz Henning / Resumo: Com o atual cenário de mudanças climáticas, observa-se a tendência a eventos de seca mais longos e recorrentes, desta forma a obtenção de plantas mais tolerantes à seca figura como um dos principais investimentos dentro da ciência e tecnologia nacional. Os oligossacarídeos da família das rafinoses (RFOs) desempenham múltiplas funções nas plantas e sabe-se que estes são acumulados nos tecidos vegetais em situações de déficit hídrico, garantindo a estabilidade das membranas celulares, consequentemente mantendo as funções vitais da planta. Por sua vez, a enzima galactinol sintase (GolS, EC 2.4.1.123), catalisa o primeiro passo na biossíntese dos oligossacarídeos dos RFOs desempenhando um importante papel regulador na partição do carbono entre sacarose e RFOs. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi introduzir em soja, via Agrobacterium tumefaciens, a construção gênica 35S:AtGolS2 e caracterizar molecularmente e fisiologicamente os eventos obtidos sob déficit hídrico. Para o processo de transformação, a cultivar convencional de soja BRS 184 foi utilizada e os eventos obtidos foram caracterizados quanto ao número de cópias através da técnica de qPCR. Para a análise da expressão gênica constitutiva o RNA total dos eventos, em condições bem irrigadas, foi extraído e a expressão determinada via RT-qPCR. A taxa de segregação foi calculada através do teste do X2 (p≤ 0.05). Com base nos resultados obtidos, dois eventos (2Ia1 e 2Ia4) foram selecionados para serem analisados quanto a respostas moleculares e fisiológicas sob déficit hídrico induzido em condições de casa de vegetação. Os resultados mostraram que nas plantas do evento 2Ia4 o maior acumulo de água associado a menor área foliar na condição controle levou a manutenção das trocas gasosas causado pela redução na transpiração foliar, maior acúmulo de água no substrato e acúmulo de transcritos de rafinose e galactinol nos tecidos / Abstract: With the current scenario of climate change, there is a tendency to longer and recurrent drought events, thus obtaining more drought tolerant plants figure as a major investment in the national science and technology. Raffinose family oligosaccharides (RFOs) plays multiple functions in plants and it is known that these are accumulated in plant tissues in water deficit situations, guaranteeing the stability of cell membranes, thus maintaining the vital functions of the plant. In turn, galactinol synthase (GolS, EC 2.4.1.123) catalyzes the first step in the biosynthesis of RFOs plays an important regulatory role in carbon partitioning between sucrose and orphans. Thus, our objective was to introduce gene construction 35S:AtGolS2 via Agrobacterium tumefaciens in soybean plants and characterize molecularly and physiologically events obtained under water deficit. In this context, the conventional soybean BRS 184 was used in the transformation process and the soybean events were molecularly characterized in regard to the transgene copy number by qPCR technique. For the analysis of constitutive gene expression total RNA of events, well-watered conditions, was extracted and the expression determined by RT-qPCR. The segregation rate was calculated using the X2 test (p ≤ 0.05). Based on our results, two events (2Ia1 and 2Ia4) were selected to be analyzed for physiological responses under drought simulated under greenhouse conditions. The results showed that the plants 2Ia4 event the largest accumulation of water associated with lower leaf area in the control condition led to maintenance of gas exchange caused by the reduction in leaf transpiration, increased water accumulation in the substrate and accumulation of raffinose and galactinol transcripts in tissues. Thus, the increased levels of these carbohydrates would have made these act as osmoprotectors, enabling the recommendation of 2Ia4 plants breeding programs aimed at tolerance to drought / Mestre

O trabalho foi realizado na sede do Centro Nacional de Pesquisas de Arroz e Feijão da EMBRAPA com o objetivo de avaliar a resistência à seca de 5 grupos de genitores utilizados nos programas de melhoramento de arroz de sequeiro e classificados como sequeiro favorecido, sequeiro tradicional, sequeiro melhorado africano, sequeiro melhorado brasileiro e irrigado. Dois experimentos de campo idênticos foram implantados tardiamente para coincidir o período reprodutivo dos genótipos com o início da estação seca da região. Um dos experimentos não recebeu irrigação suplementar por 25 dias para induzir déficit hídrico enquanto o outro foi mantido sob boa disponibilidade de água. Os grupos de sequeiro melhorado africano e brasileiro apresentaram um menor enrolamento foliar, maior exposição da panícula e fertilidade de espiguetas e consequentemente uma melhor classificação na escala de avaliação de resistência à seca. O grupo de sequeiro melhorado brasileiro teve o maior rendimento de grãos, seguido do africano. Possivelmente parte do sucesso do grupo de sequeiro melhorado resida no uso de genitores elite do grupo japonica na sua composição. O pior desempenho dos materiais de sequeiro favorecido frente aos demais grupos de sequeiro, demonstra o risco de cruzar japonica com indica de forma aleatória / not available

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-29Bitstream added on 2014-06-13T20:28:28Z : No. of bitstreams: 1 silva_acl_me_botfca.pdf: 478677 bytes, checksum: 48f6a37dd8bb5606178f57ae6d15bee4 (MD5) / A deficiência hídrica é um dos fatores que mais limita a produtividade do arroz de terras altas. Desta forma, a cultura do arroz deve ser inserida num sistema de produção mais eficiente com a adoção de um melhor nível de tecnologia, que inclui, se necessário, o uso de irrigação suplementar e genótipos mais adaptadas a esses períodos de deficiência hídrica com alto potencial de produtividade. Assim, o objetivo deste trabalho foi o de avaliar características agronômicas, morfológicas, fisiológicas e bioquímicas de genótipos de arroz de terras altas com divergência quanto à tolerância à deficiência hídrica. Para tanto, foram realizados experimentos em casa de vegetação e no campo. Foram avaliados seis genótipos (Guarani, BRS Soberana, BRA 01600, Carreon, IRRI 2, IRRI 33). Em casa de vegetação foi conduzido um experimento, em delineamento de blocos casualizados e com cinco repetições. Os genótipos constituíram as parcelas, que foram semeados em tubos de PVC com solo, de 25 cm de diâmetro e 100 cm de altura, formados de cinco anéis de 20 cm de altura, que constituíram as subparcelas onde foram avaliadas as raízes. O tratamento sem deficiência hídrica foi mantido sob condições ideais de umidade no solo, potencial mátrico maior que – 0,025 MPa a 15 cm de profundidade durante todo o ciclo da planta e o segundo com deficiência hídrica a partir da emissão de panículas até a colheita (reposição de aproximadamente 50% da água evapotranspirada). Adicionamente foram conduzidos experimentos por dois anos em condições de campo, com e sem deficiência hídrica. Foi adotado o delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições, em esquema fatorial 2x6. Os genótipos foram semeados em parcelas de dez fileiras de cinco metros de comprimento e espaçadas de 40 cm. O tratamento sem deficiência hídrica... / Water stress is a factor that limits the productivity of upland rice the most. Thus, rice should be inserted into a production system more efficient by adopting a higher level of technology, including, if necessary, the use of supplemental irrigation and genótipos better adapted to these periods of water shortage with high potential productivity. The objective of this study was to evaluate the agronomic, morphological, physiological and biochemical characteristics of genotypes of upland rice with a focus on drought tolerance. In order to evaluated the six genotypes, experiments were performed in greenhouse and field. The greenhouse experiments were conducted in a randomized block design with four backlights and repetitions. The genotypes were in plots which were planted in PVC tubes with soil, 25 cm in diameter and 100 cm in height, which formed five rings of 20 cm, which constituted the subplots where the roots were evaluated. The first treatment was kept under ideal conditions of soil moisture, matric potential greater than - 0.025 MPa at 15 cm depth throughout the plant cycle. The second plot water deficit from the issuance of panicle until harvest (approximately 50 replacement % of water transpired). It was adopted from a randomized block design with four replications in experiments conducted under field conditions. The genotypes were planted in plots of ten rows of five meters long and spaced 40 cm. The experiments were conducted in two different water environments. The environment that was not water deficit, as well as in a greenhouse experiment was good water conditions throughout the crop season. Water stress in field experiment was applied after 30 days after emergence (DAE). We evaluated the productivity, morphology in the water absorption of the root system, stomatal sensitivity, photosynthetic rate and activity... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:20:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-10-15. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:24:20Z : No. of bitstreams: 1 000858042.pdf: 2321453 bytes, checksum: d56468b7b1d5643182c61f38e1a2372d (MD5) / Com o atual cenário de mudanças climáticas, observa-se a tendência a eventos de seca mais longos e recorrentes, desta forma a obtenção de plantas mais tolerantes à seca figura como um dos principais investimentos dentro da ciência e tecnologia nacional. Os oligossacarídeos da família das rafinoses (RFOs) desempenham múltiplas funções nas plantas e sabe-se que estes são acumulados nos tecidos vegetais em situações de déficit hídrico, garantindo a estabilidade das membranas celulares, consequentemente mantendo as funções vitais da planta. Por sua vez, a enzima galactinol sintase (GolS, EC 2.4.1.123), catalisa o primeiro passo na biossíntese dos oligossacarídeos dos RFOs desempenhando um importante papel regulador na partição do carbono entre sacarose e RFOs. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi introduzir em soja, via Agrobacterium tumefaciens, a construção gênica 35S:AtGolS2 e caracterizar molecularmente e fisiologicamente os eventos obtidos sob déficit hídrico. Para o processo de transformação, a cultivar convencional de soja BRS 184 foi utilizada e os eventos obtidos foram caracterizados quanto ao número de cópias através da técnica de qPCR. Para a análise da expressão gênica constitutiva o RNA total dos eventos, em condições bem irrigadas, foi extraído e a expressão determinada via RT-qPCR. A taxa de segregação foi calculada através do teste do X2 (p≤ 0.05). Com base nos resultados obtidos, dois eventos (2Ia1 e 2Ia4) foram selecionados para serem analisados quanto a respostas moleculares e fisiológicas sob déficit hídrico induzido em condições de casa de vegetação. Os resultados mostraram que nas plantas do evento 2Ia4 o maior acumulo de água associado a menor área foliar na condição controle levou a manutenção das trocas gasosas causado pela redução na transpiração foliar, maior acúmulo de água no substrato e acúmulo de transcritos de rafinose e galactinol nos tecidos / With the current scenario of climate change, there is a tendency to longer and recurrent drought events, thus obtaining more drought tolerant plants figure as a major investment in the national science and technology. Raffinose family oligosaccharides (RFOs) plays multiple functions in plants and it is known that these are accumulated in plant tissues in water deficit situations, guaranteeing the stability of cell membranes, thus maintaining the vital functions of the plant. In turn, galactinol synthase (GolS, EC 2.4.1.123) catalyzes the first step in the biosynthesis of RFOs plays an important regulatory role in carbon partitioning between sucrose and orphans. Thus, our objective was to introduce gene construction 35S:AtGolS2 via Agrobacterium tumefaciens in soybean plants and characterize molecularly and physiologically events obtained under water deficit. In this context, the conventional soybean BRS 184 was used in the transformation process and the soybean events were molecularly characterized in regard to the transgene copy number by qPCR technique. For the analysis of constitutive gene expression total RNA of events, well-watered conditions, was extracted and the expression determined by RT-qPCR. The segregation rate was calculated using the X2 test (p ≤ 0.05). Based on our results, two events (2Ia1 and 2Ia4) were selected to be analyzed for physiological responses under drought simulated under greenhouse conditions. The results showed that the plants 2Ia4 event the largest accumulation of water associated with lower leaf area in the control condition led to maintenance of gas exchange caused by the reduction in leaf transpiration, increased water accumulation in the substrate and accumulation of raffinose and galactinol transcripts in tissues. Thus, the increased levels of these carbohydrates would have made these act as osmoprotectors, enabling the recommendation of 2Ia4 plants breeding programs aimed at tolerance to drought

Orientador: Carlos Alexandre Costa Crusciol / Coorientador: Cleber Morais Guimarães / Coorientador: Rogério Peres Soratto / Banca: Marcelo de Almeida Silva / Banca: Luis Fernando Stone / Resumo: A deficiência hídrica é um dos fatores que mais limita a produtividade do arroz de terras altas. Desta forma, a cultura do arroz deve ser inserida num sistema de produção mais eficiente com a adoção de um melhor nível de tecnologia, que inclui, se necessário, o uso de irrigação suplementar e genótipos mais adaptadas a esses períodos de deficiência hídrica com alto potencial de produtividade. Assim, o objetivo deste trabalho foi o de avaliar características agronômicas, morfológicas, fisiológicas e bioquímicas de genótipos de arroz de terras altas com divergência quanto à tolerância à deficiência hídrica. Para tanto, foram realizados experimentos em casa de vegetação e no campo. Foram avaliados seis genótipos (Guarani, BRS Soberana, BRA 01600, Carreon, IRRI 2, IRRI 33). Em casa de vegetação foi conduzido um experimento, em delineamento de blocos casualizados e com cinco repetições. Os genótipos constituíram as parcelas, que foram semeados em tubos de PVC com solo, de 25 cm de diâmetro e 100 cm de altura, formados de cinco anéis de 20 cm de altura, que constituíram as subparcelas onde foram avaliadas as raízes. O tratamento sem deficiência hídrica foi mantido sob condições ideais de umidade no solo, potencial mátrico maior que - 0,025 MPa a 15 cm de profundidade durante todo o ciclo da planta e o segundo com deficiência hídrica a partir da emissão de panículas até a colheita (reposição de aproximadamente 50% da água evapotranspirada). Adicionamente foram conduzidos experimentos por dois anos em condições de campo, com e sem deficiência hídrica. Foi adotado o delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições, em esquema fatorial 2x6. Os genótipos foram semeados em parcelas de dez fileiras de cinco metros de comprimento e espaçadas de 40 cm. O tratamento sem deficiência hídrica... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Water stress is a factor that limits the productivity of upland rice the most. Thus, rice should be inserted into a production system more efficient by adopting a higher level of technology, including, if necessary, the use of supplemental irrigation and genótipos better adapted to these periods of water shortage with high potential productivity. The objective of this study was to evaluate the agronomic, morphological, physiological and biochemical characteristics of genotypes of upland rice with a focus on drought tolerance. In order to evaluated the six genotypes, experiments were performed in greenhouse and field. The greenhouse experiments were conducted in a randomized block design with four backlights and repetitions. The genotypes were in plots which were planted in PVC tubes with soil, 25 cm in diameter and 100 cm in height, which formed five rings of 20 cm, which constituted the subplots where the roots were evaluated. The first treatment was kept under ideal conditions of soil moisture, matric potential greater than - 0.025 MPa at 15 cm depth throughout the plant cycle. The second plot water deficit from the issuance of panicle until harvest (approximately 50 replacement % of water transpired). It was adopted from a randomized block design with four replications in experiments conducted under field conditions. The genotypes were planted in plots of ten rows of five meters long and spaced 40 cm. The experiments were conducted in two different water environments. The environment that was not water deficit, as well as in a greenhouse experiment was good water conditions throughout the crop season. Water stress in field experiment was applied after 30 days after emergence (DAE). We evaluated the productivity, morphology in the water absorption of the root system, stomatal sensitivity, photosynthetic rate and activity... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O trabalho foi realizado na sede do Centro Nacional de Pesquisas de Arroz e Feijão da EMBRAPA com o objetivo de avaliar a resistência à seca de 5 grupos de genitores utilizados nos programas de melhoramento de arroz de sequeiro e classificados como sequeiro favorecido, sequeiro tradicional, sequeiro melhorado africano, sequeiro melhorado brasileiro e irrigado. Dois experimentos de campo idênticos foram implantados tardiamente para coincidir o período reprodutivo dos genótipos com o início da estação seca da região. Um dos experimentos não recebeu irrigação suplementar por 25 dias para induzir déficit hídrico enquanto o outro foi mantido sob boa disponibilidade de água. Os grupos de sequeiro melhorado africano e brasileiro apresentaram um menor enrolamento foliar, maior exposição da panícula e fertilidade de espiguetas e consequentemente uma melhor classificação na escala de avaliação de resistência à seca. O grupo de sequeiro melhorado brasileiro teve o maior rendimento de grãos, seguido do africano. Possivelmente parte do sucesso do grupo de sequeiro melhorado resida no uso de genitores elite do grupo japonica na sua composição. O pior desempenho dos materiais de sequeiro favorecido frente aos demais grupos de sequeiro, demonstra o risco de cruzar japonica com indica de forma aleatória / not available

Orientador: Maria Inês Tiraboschi Ferro / Coorientador: Miguel Angelo Mutton / Banca: Luciana Rossini Pinto / Banca: André Luiz Julien Ferraz / Banca: Rinaldo Cesar de Paula / Banca: Samira Domingues Carlin / Resumo: A cana-de-açúcar tem adquirido crescente importância no cenário mundial, não somente pela produção do açúcar, mas devido ao grande potencial como cultura bioenergética, sendo utilizada na produção do etanol, uma fonte energética alternativa, ecologicamente limpa e renovável e como co-geradora de energia elétrica através da queima do bagaço. O Brasil destaca-se mundialmente como o maior produtor da cultura e exportador de açúcar e etanol. Porém, esta cultura está sujeita a diferentes estresses ambientais, dentre os quais, a disponibilidade de água representa o principal fator que influencia o crescimento e o desenvolvimento vegetal e, conseqüentemente, a produtividade. Dessa forma, para a identificação dos possíveis genes envolvidos nas respostas de tolerância à seca em cana-de-açúcar, realizou-se, por meio da técnica de cDNA-AFLP, a análise comparativa do perfil de transcritos de duas cultivares tolerantes, SP83-5073 e RB867515 com o perfil de expressão da cultivar sensível à seca, SP86-155, quando submetidas a suspensão da rega por 1, 3, 5 e 10 dias. Com 14 combinações de primers seletivos EcoRI/MseI, foram detectados no gel de poliacrilamida, 1.316 fragmentos derivados de transcritos (FDTs) que foram diferencialmente expressos entre as cultivares tolerantes e a sensível, submetidas ao estresse hídrico (1, 3, 5 e 10 dias). Destes, 630 FDTs foram identificados na cultivar SP83-5073 e 686 FDTs na cultivar RB867515. A análise comparativa do perfil de expressão associado ao genótipo da cana-de-açúcar revelou fragmentos de transcritos similares a genes envolvidos em eventos moleculares relacionados às respostas das plantas a diferentes estresses, inclusive ao causado pela seca. Estes genes atuam na sinalização hormonal, regulação da transcrição gênica, senescência, transposição de DNA... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The sugarcane has increased importance in the world not only for sugar production, but also due to the great potential as a generator energy because ethanol production, it is a renewable, alternative energy source, ecologically clean and as energy cogeneration through burning of bagasse. Brazil is the world's largest crop producer and exporter of sugar and ethanol. However, this crop is exposed to different kinds of stress, among which; the availability of water is noticeable as the main factor that negatively influences the vegetable growth and, therefore, the productivity. In order to identify the possible genes involved in the responses to drought tolerance in sugarcane crops, the comparative analysis of transcripts profile from two tolerant cultivars, SP83-5073, RB867515 and the sensitive cultivar SP86-5073, after has been submitted to the interruption of irrigation for 1, 3, 5 and 10 days were performed using the cDNA-AFLP technique. With 14 combinations of EcoRI/MseI selective primers, there was detected on a polyacrylamide gel, 1,316 transcript-derived fragments (TDFs) differently expressed between tolerant and sensitive cultivars submitted to water deficit (1, 3, 5 and 10 days). From these, 630 TDFs were identified on the cultivar SP83-5073 and 686 TDFs corresponded to the cultivar RB867515. The comparative analysis of genotype dependent gene expression profile in sugarcane revealed fragments similarity with genes involved in many molecular events related to the responses of plants to different stresses, including those caused by drought. These genes work in hormonal signaling, regulation of gene transcription, senescence, DNA transposition, transport of amino acids, respiration and metabolism of carbohydrates. However, nine TDFs possibly represent still unknown genes, which may be developing important roles on the responses to drought and contributing to the trait of tolerance / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-06-19Bitstream added on 2014-06-13T20:34:42Z : No. of bitstreams: 1 santos_aba_me_botfca.pdf: 503332 bytes, checksum: d7011534b503b59ae142514f59c0eb1b (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O presente trabalho objetivou avaliar a tolerancia a seca em seis cultivares de cevada (Borema, Lagoa, BRS . 180, BRS . 195, BRS . 225 e EMB . 128), por meio da imposicao de ciclos de seca em diferentes estagios fenologicos da cultura e tambem, alguns parametros de produtividade. Os tratamentos utilizados foram: tratamento 1 - Vasos irrigados constantemente ate o final do ciclo da cultura; tratamento 2 - Ciclo de seca iniciado aos 45 Dias apos a semeadura (DAS); tratamento 3 - Ciclo de seca iniciado aos 65 DAS e tratamento 4 - Ciclo de seca iniciado aos 83 DAS. Foram avaliados parametros fisiologicos: Resistencia difusiva ao vapor de agua (Rs), Teor relativo de agua (TRA) e Potencial de agua na folha ( æf); tambem parametros de produtividade: Altura, Materia seca da parte aerea, Numero de espigas, Tamanho das espigas e peso de graos. Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados: quatro blocos, seis cultivares de cevada e quatro tratamentos, totalizando noventa e seis unidades experimentais. O experimento foi conduzido durante os meses de agosto a novembro de 2005, em estufa plastica localizada na area experimental do Departamento de Engenharia Rural - Faculdade de Ciencias Agronomicas de Botucatu . UNESP. Os dados analisados permitiram concluir que todas as cultivares de cevada apresentaram adaptacao ao deficit hidrico e a cultivar EMB . 128 foi a que mais se adaptou as condicoes de seca. O deficit hidrico quando ocorre na fase de florescimento e grao leitoso afeta com maior severidade o peso de graos. / The objective of this research was to study drought tolerance in six barley cultivars (Borema, Lagoa, BRS-180, BRS-195, EMB-128 e BRS-225), with application of cycle of water deficit in differents phenological phases of crop and evaluate yield parameters. The treatments were: treatment 1 - pots constantlly irrigated until hardest; treatment 2 - Cycle of water deficit started 45 days from the sowing (DFS); treatment 3 - Cycle of water deficit started 65 DFS and treatment 4 - Cycle of water deficit started 83 DFS. The following physiological parameters were evaluated: Leaf diffusive resistance to Water vapour (Rs), Relative water content (RWC) and leaf water potential (Øl); yield parameters: height, dry matter of air part, spikes number, spikes size and weight of grains. Pots were arranged in a randomized block with four treatments, four blocks and six barley cultivars, resulting in ninety six vases. The experiment was conducted during months of august to november 2005, at plastic greenhouse localizated in experimental area of Rural Engenieer Department of UNESP Botucatu. 4 The results showed that all barley cultivars had adaptation to deficit water and the cultivar EMB-128 had better adaptation. When water deficit occur in flowering phase and milky grain the wheight of grain is affected with severity.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-09Bitstream added on 2014-06-13T19:02:46Z : No. of bitstreams: 1 dedemo_gc_dr_jabo.pdf: 863587 bytes, checksum: b47ae11ff9b870e9b2143acb6e76251b (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A cana-de-açúcar tem adquirido crescente importância no cenário mundial, não somente pela produção do açúcar, mas devido ao grande potencial como cultura bioenergética, sendo utilizada na produção do etanol, uma fonte energética alternativa, ecologicamente limpa e renovável e como co-geradora de energia elétrica através da queima do bagaço. O Brasil destaca-se mundialmente como o maior produtor da cultura e exportador de açúcar e etanol. Porém, esta cultura está sujeita a diferentes estresses ambientais, dentre os quais, a disponibilidade de água representa o principal fator que influencia o crescimento e o desenvolvimento vegetal e, conseqüentemente, a produtividade. Dessa forma, para a identificação dos possíveis genes envolvidos nas respostas de tolerância à seca em cana-de-açúcar, realizou-se, por meio da técnica de cDNA-AFLP, a análise comparativa do perfil de transcritos de duas cultivares tolerantes, SP83-5073 e RB867515 com o perfil de expressão da cultivar sensível à seca, SP86-155, quando submetidas a suspensão da rega por 1, 3, 5 e 10 dias. Com 14 combinações de primers seletivos EcoRI/MseI, foram detectados no gel de poliacrilamida, 1.316 fragmentos derivados de transcritos (FDTs) que foram diferencialmente expressos entre as cultivares tolerantes e a sensível, submetidas ao estresse hídrico (1, 3, 5 e 10 dias). Destes, 630 FDTs foram identificados na cultivar SP83-5073 e 686 FDTs na cultivar RB867515. A análise comparativa do perfil de expressão associado ao genótipo da cana-de-açúcar revelou fragmentos de transcritos similares a genes envolvidos em eventos moleculares relacionados às respostas das plantas a diferentes estresses, inclusive ao causado pela seca. Estes genes atuam na sinalização hormonal, regulação da transcrição gênica, senescência, transposição de DNA... / The sugarcane has increased importance in the world not only for sugar production, but also due to the great potential as a generator energy because ethanol production, it is a renewable, alternative energy source, ecologically clean and as energy cogeneration through burning of bagasse. Brazil is the world’s largest crop producer and exporter of sugar and ethanol. However, this crop is exposed to different kinds of stress, among which; the availability of water is noticeable as the main factor that negatively influences the vegetable growth and, therefore, the productivity. In order to identify the possible genes involved in the responses to drought tolerance in sugarcane crops, the comparative analysis of transcripts profile from two tolerant cultivars, SP83-5073, RB867515 and the sensitive cultivar SP86-5073, after has been submitted to the interruption of irrigation for 1, 3, 5 and 10 days were performed using the cDNA-AFLP technique. With 14 combinations of EcoRI/MseI selective primers, there was detected on a polyacrylamide gel, 1,316 transcript-derived fragments (TDFs) differently expressed between tolerant and sensitive cultivars submitted to water deficit (1, 3, 5 and 10 days). From these, 630 TDFs were identified on the cultivar SP83-5073 and 686 TDFs corresponded to the cultivar RB867515. The comparative analysis of genotype dependent gene expression profile in sugarcane revealed fragments similarity with genes involved in many molecular events related to the responses of plants to different stresses, including those caused by drought. These genes work in hormonal signaling, regulation of gene transcription, senescence, DNA transposition, transport of amino acids, respiration and metabolism of carbohydrates. However, nine TDFs possibly represent still unknown genes, which may be developing important roles on the responses to drought and contributing to the trait of tolerance

Orientador: Paulo Mazzafera / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-14T08:03:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_AdrianaBrombinidos_M.pdf: 1079927 bytes, checksum: 028eeeefe5616e233dd57be085df965f (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Plantas das cultivares Catuaí Vermelho e Mundo Novo de Coffea arabica L. e da cultivar Apoatã de C. canephora Pierre ex Froehner, e plantas de Mundo Novo enxertadas sobre Apoatã foram avaliadas quanto a possíveis estratégias utilizadas para suportar a baixa disponibilidade de água no solo. Em paralelo, foi conduzido um ensaio com suspensões celulares de Catuaí Vermelho sob estresse osmótico induzido por PEG. Assim, este estudo teve por objetivo examinar alguns mecanismos de tolerância à seca em café através da avaliação de aspectos morfológicos (sistema radicular), fisiológicos (ajuste osmótico) e moleculares (expressão de deidrinas e aquaporinas) em plantas jovens e cultura de células. A análise de expressão do gene CaDh1 (deidrina) em suspensão celular de café tratada com PEG (15% m/v), por 8, 24 e 72 h, mostrou aumento na atividade sob estresse osmótico, o que poderia estar associado a um possível mecanismo de proteção de membranas e macromoléculas contra a dessecação. Não foi verificada alteração na resposta dos genes PIP1, PIP2 e TIP1(aquaporinas) sob condição de estresse nas células de café. Plantas de café cultivadas em vasos (4,0 L) foram submetidas a estresse hídrico moderado por suspensão da irrigação, sob condições de casa de vegetação, até que o potencial hídrico da folha no "predawn" atingisse cerca de -2,0 MPa. Verificou-se que as taxas de crescimento nos genótipos de café arábica, avaliada pelo acúmulo de biomassa total (folhas e raízes), foram intensamente afetadas pela seca, com redução em torno de 26,5% em Catuaí e 29,0% em Mundo Novo. Por outro lado, as plantas enxertadas não apresentaram redução significativa de crescimento em relação às plantas irrigadas, sugerindo uma contribuição positiva da enxertia para melhorar a eficiência na captação de água pelo porta-enxerto Apoatã, sob condição de baixa disponibilidade de água no solo. O conteúdo de açúcares solúveis totais nas folhas das plantas irrigadas foi maior que o observado para as plantas sob déficit hídrico. A maior redução foi constatada entre os genótipos de café arábica (23,0% em Catuaí e 43,8% em Mundo Novo), enquanto as reduções em Apoatã e MN/Apoatã não foram significativas. Verificou-se maior acúmulo de aminoácidos totais nas folhas e raízes de plantas de Catuaí sob estresse hídrico comparado a Mundo Novo. Apoatã e MN/Apoatã não mostraram aumentos significativos em relação às respectivas plantas irrigadas. Em todos os genótipos analisados, os teores de prolina (Pro) nas folhas e raízes de plantas sob estresse foram aumentados e, nas raízes, esse acúmulo foi bastante acentuado, sendo 6 vezes maior nos genótipos de café arábica, 4 vezes em Apoatã e 16 vezes na enxertia MN/Apoatã em relação às plantas irrigadas. Entretanto, tais aumentos não parecem estar diretamente associados a maiores graus de tolerância à seca em café. Os conteúdos dos aminoácidos asparagina (Asn), ácido ?- aminobutírico (Gaba), glutamato (Glu) e alanina (Ala) também foram alterados, observandose, de modo geral, aumento nos teores de Asn e Gaba e redução de Glu e Ala nas folhas e raízes das plantas sob estresse. Em conclusão observou-se que os genótipos com sistema radicular mais vigoroso como Apoatã e Catuaí foram menos afetados pela seca, provavelmente porque foram mais hábeis em explorar o perfil do solo para a captação de água. / Abstract: Seedlings of the cultivars Catuaí Vermelho and Mundo Novo of Coffea arabica L., of the cultivar Apoatã of C. canephora Pierre ex Froehner, and plants of Mundo Novo grafted on Apoatã were evaluated for possible strategies to withstand low water availability in the soil. In parallel, an assay with cellular suspension culture (Catuaí Vermelho) was carried out under osmotic stress induced by PEG. Thus, this study aimed to examine morphological (root systems), physiological (osmotic adjustment) and molecular (expression of dehydrins and aquaporins) traits in coffee plants and coffee cell suspension cultures as possible mechanisms of drought tolerance. The expression analysis of CaDh1 (dehydrin) in coffee cell suspensions grown with PEG (15% w/v) for 8, 24 and 72 h, showed an increase in activity under osmotic stress indicating a possible protection mechanism against desiccation. No changes were observed in the response of PIP1, PIP2 and TIP1 genes (aquaporins) under stress condition in coffee cells. Under greenhouse conditions, coffee seedlings were cultivated in 4.0 L pots submitted to moderate drought stress by suspending irrigation until leaf water potential at predawn reach about -2.0 MPa. Among the genotypes of arabica coffee subjected to water stress there was reduction in total dry weight, around 26.5% in Catuaí and 29.0% in Mundo Novo when compared with irrigated control plants. On the other hand, the grafted plants were not affected, suggesting a positive contribution of the grafting due to bigger efficiency in the water acquisition by the rootstock Apoatã under low water availability in the soil. The content of total soluble sugars was greater in leaves of irrigated plants than plants under water stress. The greatest reduction was verified among the genotypes of arabica coffee (23.0% in Catuaí and 43.8% in Mundo Novo) while the reduction in Apoatã and MN/Apoatã was not statistically significant. The accumulation of total amino acids was higher in leaves and roots of water stressed Catuaí than Novo Mundo. Apoatã and MN/Apoatã did not show significant increase in the content of amino acids in relation to irrigated control plants. In all genotypes, water stress induced an increase in the levels of proline (Pro) in leaves and roots. In the roots this increased was about 6 times in the genotypes of arabica coffee, 4 times in Apoatã and 16 times in the grafting MN/Apoatã in relation to irrigated control plants. However this increase in the levels of Pro does not seem to be directly associated to higher degrees of drought tolerance in coffee. The content of amino acids asparagine (Asn), ?-aminobutiric acid (Gaba), glutamate (Glu) and alanine (Ala) was also changed in the leaves and roots of stressed plants. In general, there was increase in levels of Asn and Gaba while was observed reduction in content of Glu and Ala. In conclusion it was found that the genotypes with more vigorous root system as Apoatã and Catuaí were less affected by drought, probably because they were more efficient in exploring the soil profile for the water absorption. / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestre em Biologia Vegetal