Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:45:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332313.pdf: 2128675 bytes, checksum: bcad52367fa59bbdcff04cc53b8f230b (MD5) Previous issue date: 2014 / As moscas-das-frutas são responsáveis por grandes prejuízos na fruticultura. Vários autores relacionam a maior ocorrência de moscas-das-frutas as várias espécies de mirtáceas como os araçás, pitangas, guabirobas, uvaias e feijoa. São poucos os trabalhos relacionados às espécies nativas com estudos populacionais e manejo integrado. O presente trabalho objetivou estudar a dinâmica populacional e manejo de moscas-das-frutas associadas a feijoa em diferentes habitats. Para tanto foram desenvolvidos estudos nos Estados do Rio Grande do Sul e em Santa Catarina, em povoamentos naturais e três sistemas de cultivo onde se encontra a feijoa. Inicialmente foi realizada a caracterização das áreas de povoamentos naturais de feijoa, através do levantamento florístico e levantamento de hospedeiros. Para conhecimento da fauna de tefritídeos associados a feijoa foram instaladas armadilhas Mcphail nos municípios de Ipê-RS, Lages-SC e São Joaquim-SC, distribuídas da seguinte maneira: sistema agroflorestal, pomar agroecológico e povoamento natural de feijoa em Ipê; sistema agroflorestal em transição e povoamento natural de feijoa em Lages e pomares comerciais em São Joaquim. Em cada armadilha foi adicionado 200 mL de solução atrativa a base de proteína hidrolisada (5%), a qual semanalmente (dez-mai) e quinzenalmente (jun-nov) foi realizada a retirada dos insetos, limpeza e substituição do atrativo. Os insetos capturados foram depositados em frascos contendo álcool 70% para posterior identificação das espécies de moscas-das-frutas. A flutuação populacional foi estabelecida com os adultos capturados. Através da coleta de frutos foram identificadas as espécies de moscas-das-frutas, de parasitoides, de hospedeiros e o grau de infestação dos locais estudados. No laboratório, os frutos foram contados, pesados e acondicionados em recipientes plásticos contendo vermiculita umedecida. Avaliou-se a viabilidade pupal e os índices de infestação (por quilo e por número de frutos). Para o desenvolvimento das estratégias de manejo foram realizados quatro bioensaios durante o período de desenvolvimento e maturação dos frutos. Os frutos da cultivar Alcântara em cinco diferentes fases de desenvolvimento (de frutos imaturos até maduros) foram avaliados através de análises físico-quimicas (diâmetros, textura de epicarpo, sólidos solúveis, acidez total e pH) e por meio da infestação por Anastrepha fraterculus. Já com frutos das cultivares Alcântara, Helena, Mattos e do acesso 2316 foi avaliada a não-preferência por A. fraterculus, análises físico-quimicas, conteúdo de taninos e o índice de polifenois. A relação entre mudanças físico-químicas e compostos voláteis ao longo do desenvolvimento de frutos de feijoa com a infestação por moscas-das-frutas foi estabelecida com o acesso 6228. Foram capturados 8097 moscas-das-frutas do gênero Anastrepha. Os picos populacionais ocorreram em períodos coincidentes de maior oferta de frutos maduros nas plantas. Os frutos de feijoa foram infestados por A. fraterculus em sistema agroflorestal, pomar agroecológico-RS e no povoamento natural?SC. Foram identificados os parasitoides Doryctobracon areolatus, D. brasiliensis e Utetes anastrephae em frutos de feijoa. O sistema agroflorestal - RS foi o local estudado com maior diversidade de hospedeiros. Dentre os hospedeiros encontrados a pitanga e a guabiroba apresentaram os maiores índices de pupários/kg de frutos. Os frutos de feijoa são infestados por moscas-das-frutas ainda imaturos. Nessa fase de desenvolvimentos os frutos apresentaram 15 diferentes compostos voláteis e ainda não apresentavam sólidos solúveis. As cultivares Alcântara e Mattos apresentaram a maior infestação por A. fraterculus. O acesso 2316 apresentou o maior conteúdo de taninos no epicarpo e a menor infestação por A. fraterculus.<br> / Abstract : Fruit flies are responsible for major losses in fruit production. Several authors have reported a higher occurrence of fruit-flies in various Myrtaceae species, such as araçás, pitangas, guabirobas, uvaias and feijoa. There are only a few studies that relate native species with population studies and integrated management. This study aimed to study the population dynamics and management of fruit flies associated with feijoa in different habitats. In order to encompass different habitats studies were conducted in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina, in natural stands and three crop systems where the feijoa is located. Initially the characterization of natural stands of feijoa was conducted, utilizing a floristic survey and host survey. Mcphail traps were installed in the municipalities of Ipê-RS, Lages-SC and São Joaquim-SC, in order to gain knowledge of tephritids associated with feijoa. The traps were distributed as follows: agroforestry system, agroecological orchard, natural stand of feijoa in Ipê, agroforestry system in transition, natural feijoa stand in Lages, and commercial orchards in São Joaquim. 200 mL of attractive solution based on hydrolyzed protein (5%) was placed in each trap, where the removal of insects, cleaning and replacement of the solution was performed weekly (December to May) and bi-weekly (June to November). The insects captured were placed in vials containing 70% alcohol for identification of the fruit-fly species at a later date. The population fluctuation was established with the captured adults. Through fruit collection fly species, parasitoids, and hosts were identified, as well as the degree of infestation of the studied sites. In the laboratory, the fruits were counted, weighed and placed in plastic containers with moistened vermiculite. The pupal feasibility and infestation index (per kilo and number of fruits) were evaluated. In order to develop management strategies four bioassays were performed during the period of development and maturation. Alcântara cultivar fruits in five different stages of development (from mature to immature fruits) were evaluated for physical-chemical analyzes (diameters, epicarp texture, soluble solids, total acidity, and pH) and Anastrepha fraterculus infestation. However, Alcântara, Helena, Mattos and access 2316 fruit cultivars were assessed for non-preference by A. fraterculus, physical-chemical analyzes, tannin content and polyphenols index. The relationship between physical-chemical changes and volatile compounds in feijoa fruit development with fruit-fly infestation was established with access 6228. 8097 fruit-flies of the genus Anastrepha were captured. The populations peaked during periods of increased supply of ripe fruit plants. The feijoa fruits were infested by A. fraterculus in agroforestry systems, agroecology orchards in RS, and natural stands in SC population. The parasitoids Doryctobracon areolatus, D. brasiliensis and Utetes anastrephae were identified in feijoa fruits. The agroforestry system in RS was the site with the greatest diversity of hosts. Among the hosts the pitanga and guabiroba showed the highest levels of pupae per kg of fruit. The feijoa fruits are infested with fruit-flies while immature. At this stage of fruit development fruits demonstrated 15 different volatile compounds but no soluble solids. The Alcântara and Mattos cultivars had the highest infestation by A. fraterculus. Access 2316 had the highest content of tannins in the epicarp and the lowest infestation by A. fraterculus.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:47:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332282.pdf: 4195295 bytes, checksum: c729573021d3463875a35846fb03ae8f (MD5) Previous issue date: 2014 / As redes sociais de troca de sementes são mecanismos dinâmicos operando no manejo da agrobiodiversidade. A compreensão dessas redes é considerada importante por estas influenciarem na perpetuação de conhecimentos, práticas e recursos fitogenéticosem comunidades rurais que realizam agricultura em pequena escala. A análise de redes também contribui para compreensão da capacidade de adaptação dos sistemas socioecológicos locais, relevante nas discussões que tangem o desenvolvimento dessas comunidades. Neste cenário, os sistemas de produção agroecológicos têm sido apontados como um modelo capaz de superar adversidades. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivos gerais reconhecer os sistemas agrícolas praticados por comunidades rurais do Alto Vale do Rio Tijucas (SC) e a riqueza de espécies cultivadas, e outras espécies presentes nas propriedades que são usadas para alimentação; investigara rede de troca de sementes e propágulos; e refletir sobre o papel da agrobiodiversidade, das redes de troca de sementes e de sistemas agrícolas agroecológicos na capacidade dos agroecossistemas se adaptarem a situações de mudanças endógenas ou exógenas. O estudo foi realizado em sete comunidades localizadas no Alto Vale do rio Tijucas (SC)onde vivemfamílias que formam um grupo pertencente à Rede Ecovida de Agroecologia. As informações sobre as unidades familiares e os sistemas agrícolas locais foram obtidas através de entrevistas semiestruturadas (n=64) e do uso delinha do tempo como ferramenta de pesquisa participativa. A riqueza de espécies, seus usos e a origem das mesmas foram obtidas através de listagens livres (n= 62). Para reflexão da capacidade adaptativa, foram realizadas entrevistas para o reconhecimento dos distúrbios que afetam os sistemas agrícolas locais (n=62), entrevistas abertas sobre motivações e dificuldades enfrentadas pelas famílias que praticam o sistema orgânico (n=12) e a análise de três organizações comunitárias (duas agroindústrias e uma cooperativa). Este trabalho está organizado em três capítulos. O primeiro capítulo apresenta a estrutura das unidades familiares, os sistemas agrícolas locais e ariqueza de espécies listadas e seus usos. A fumicultura é o principal sistema agrícola da região, seguido pela viticultura e do sistema orgânico. Foram listadas ao todo 114 espécies. As listadas como cultivadas foram 79 espécies, com finalidade de autoconsumo (n=76) e venda (n=28). Também foram listadas 57 espécies usadas para alimentação oriundas da propriedade. O capítulo dois aborda a origem das sementes e propágulos das espécies tratadas no capítulo anterior, analisando as fontes de obtenção, aestrutura e características da rede social formada pela troca de sementes. A origem das sementes foi estudada em cinco categorias conforme o tipo de citação:ganhas (n=1403),compradas (n=963), doadas (n=672), origem local (n=409) e vendidas (n=11). A estrutura da rede formada pela troca de sementes indicou haverrelação positiva entre o aumento da riqueza de espécies cultivadas e número de trocas realizadas. No último capítulo é analisada a capacidade adaptativa dos agroecossistemas. Os principais fatores de distúrbio nas unidades de produção são de natureza climática e foram percebidas mudanças nas frequências desses. A riqueza de espécies registradas influencia positivamente a capacidade adaptativa dos agroecossistemas, mas a distribuição pouco equitativa dessa diversidade é fator de vulnerabilidade. Os sistemas agrícolas agroecológicos e organizações comunitárias da região estudada são capazes de ampliar o acesso tanto a recursos quanto a informações, mas são vulneráveis por estarem centrados em poucas pessoas e apresentarem muitos desafios a serem superados, apesar dos aspectos positivos que apresentam.<br> / Abstract : Social networks of seed exchange are dynamic mechanisms operating in agrobiodiversity management. Understanding these networks is important dueto their influence on the perpetuation of knowledge, practices and phytogenetic resources in rural communities that carry out small-scale farming. Network analysis also contributes to understanding the adaptive capacity of local socio-ecological systems, which is considered relevant in discussions that concern the local development of these communities. In this scenario, agroecological production systems have been touted as a model able to overcome adversities, such as climate change. In this context, the present work has as general objectives to recognize the farming systems practiced by rural communities in the Upper Valley of Tijucas River and the richness of cultivated species and other species found in the farms that are used for food; to investigate the social network formed by the exchange of seeds and seedlings; and to think about the role of agrobiodiversity, seed exchange networks and organic farming systems on the ability of agroecosystems to adapt to situations of endogenous or exogenous changes. The study was conducted in seven communities located in the Upper Valley of Tijucas River (Santa Catarina, Brazil) inhabited by families that form a group belonging to Rede Ecovida de Agroecologia (Ecovida Agroecology Network). Information about the farms and the local farming systems were obtained through semi-structured interviews (n = 64) and the use of timeline as a participatory research tool. The richness of species, their uses and their source were obtained through free listings (n = 62). For a reflection about adaptive capacity, interviews were undertaken for recognition of disorders affecting the local farming systems (n = 62), open interviews about motivations and difficulties faced by families who practice the organic system (n = 12) and analysis of three community organizations (two agribusinesses and one cooperative). This paper is organized into three chapters. The first chapter presents the structure of farm households and local farming systems, and the richness of listed species and their uses. The tobacco farming is the main farming system of the region followed by viticulture, and the organic system. In total, 114 species were listed. As grown crops79species were listed, with the purpose of self-consumption (n = 76) and sales (n = 28). A total of57 species collected in the farms and used for food were also listed. Chapter two discusses the origin of the seeds and seedlings of the species treated in the previous chapter, analyzing the sources of obtainment, the structure and characteristics ofthe social network formed by the seed exchange. Origin of seeds was divided into five categories according to the type of reference by the farmer: won (n = 1403), bought (n = 963), donated (n = 672), locally sourced (n = 409) and sold (n = 11). The network structure formed by the exchange of seeds showed a positive relationship between increasing richness of cultivated species and number of exchanges performed. In the last chapter, the adaptive capacity of agroecosystems is analyzed. The main factors of disturbance in the farms are climate related and changes were perceived in the frequency of such. The significant richness of species recorded influences positively to the adaptive capacity of agroecosystems, but the restricted distribution of this diversity is a vulnerability factor. Agroecological farming systems and community organizations are able to increase access to both resources and information, but they are vulnerable for being centered on very few people and for having a lot of challenges to overcome, despite the positive aspects they present.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:15:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329785.pdf: 2085623 bytes, checksum: a5f2b461892ed6a8257e429781bebdc3 (MD5) Previous issue date: 2014 / O palmiteiro (Euterpe edulis) e a canela preta (Ocotea catharinesis) são duas espécies estruturantes da Floresta Ombrófila Densa catarinense, ambas consideradas ameaçadas de extinção. O bioma Mata Atlântica, a exemplo de outros, teve sua área severamente reduzida e fragmentada devido ao histórico de uso e ocupação. Dessa maneira, entender quais as relações entre os processos antrópicos de redução e fragmentação de área e a diversidade genética das espécies torna-se vital, no sentido de se modelar estratégias efetivas de conservação. O objetivo deste estudo foi estabelecer relações entre características da paisagem atual e indicadores de diversidade genética histórica (adultos) e atual (regenerantes) de populações de Euterpe edulis e Ocotea catharinensis, visando fundamentar estratégias de conservação para populações das espécies da FOD em Santa Catarina. Foram genotipadas 20 populações de indivíduos adultos e nove de indivíduos regenerantes de palmiteiro, além de 17 populações de indivíduos adultos e sete de indivíduos regenerantes de canela preta. Ademais, para cada unidade amostral foram obtidas métricas de classe e de mancha, para a análise da paisagem. Posteriormente, os dados de genética e de paisagem de cada espécie e coorte, foram ordenados, por meio de análises de componentes principais (PCA) visando identificar paisagens mais favoráveis à conservação de diversidade genética. Além disso, a fim de verificar que magnitude da diversidade genética, de ambas as espécies, está contida nas UCs estudadas foram realizadas comparações entre as populações de áreas particulares e populações que estão em Unidades de Conservação (UCs). Ambas as espécies apresentaram, de maneira geral, alta diversidade genética, para ambas as coortes, bem como altos índices de fixação para a coorte adulta. No caso do palmiteiro, houve uma redução média expressiva do índice de fixação na coorte regenerante, fato não observado para a canela preta. As populações, de ambas as espécies apresentaram baixa divergência genética interpopulacional. A paisagem do entorno de cada fragmento é ocupada majoritariamente por florestas em estágio médio ou avançado, e a média de área dos fragmentos estudados foi de 2261 ha para o palmiteiro e de 2959 ha para a canela preta. As relações importantes entre os índices de diversidade genética e os indicadores de paisagem foram poucas, não sendo suficientes para apontar fragmentos ou situações "ideais" para a conservação da diversidade genética das espécies estudadas. Agregar aspectos relacionados ao histórico de uso e exploração dos fragmentos, bem como uma revisão de quais métricas a serem utilizadas nas análises se fazem necessárias, para um melhor entendimento das relações entre paisagem e genética. As UCs avaliadas capturam a maior parte da diversidade genética estimada para os adultos das duas espécies. Pelos resultados em termos de diversidade genética e pela versatilidade de uso sugere-se que as medidas de conservação para o palmiteiro devam privilegiar o uso da espécie, especialmente de seus frutos. O estímulo à conservação de fragmentos por parte de agricultores, bem como à criação de Reservas Particulares do Patrimônio Natural e a utilização da espécie em programas de restauração florestal são ações indicadas como prioritárias para a conservação da canela preta.<br> / Abstract: The palmiteiro (Euterpe edulis) and the canela preta (Ocotea catharinensis) are two structuring species of Santa Catarina's Dense Ombrophilous Forest (DOF), both species are considered endangered. The Atlantic Forest biome, like others, had its area severely reduced and fragmented due to historical use and occupation. Thus, to understand which relations between anthropic processes of reduction and fragmentation area and genetic diversity of the species becomes vital in order to model effective conservation strategies. The aim of this study was to establish relations between characteristics of the current landscape and indicators of historical (adults) and current (saplings) genetic diversity of Euterpe edulis and Ocotea catharinensis, aiming support conservation strategies for the species populations of DOF in Santa Catarina. Twenty populations of adults individuals and nine populations of saplings individuals of palmiteiro were genotyped, as well 17 populations of adults individuals and seven populations of saplings individuals of canela preta. Moreover, for each sample unit were obtained class and patch metrics, for landscape analysis. Subsequently, data from genetic and landscape of each species and cohort were ordinated through principal component analysis (PCA) to identify most favorable landscapes for conservation of genetic diversity. Furthermore, in order to verify which magnitude of genetic diversity of both species is contained in Protected Areas (PA) studied, comparisons between populations of particular areas and populations that are at PA were performed. Both species presented, in general, high levels of genetic diversity, for both cohorts, as well as high fixation indexes for the adult cohort. In the case of palmiteiro, there was a significant mean reduction in the fixation indexes in sapling cohort, which was not observed for canela preta. The populations of both species showed low interpopulation genetic divergence. The landscape around each fragment is mostly covered by forests in middle or advanced stage, and the average area of the studied fragments was 2261 ha to palmiteiro populations and 2959 ha to canela preta populations. Few were the relations between indices of genetic diversity and landscape indicators, and they are not sufficient to indicate "ideal" fragments or situations for the conservation of genetic diversity of the species studied. Aggregate aspects related to land use and exploitation of fragments, as well as a review of which metrics should be used in the analyzes are needed for a better understanding of the relations between landscape and genetics. Due the results in terms of genetic diversity and due to its versatility ofuse, it is suggested that the conservation measures for palmiteiro should encourage the use of the species, especially its fruits. Encouraging the conservation of fragments remnants by farmers, as well as the creation of Private Reserves of Natural Heritage and use of the species in forest restoration programs are listed as priority actions for the conservation of canela preta.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328841.pdf: 2986945 bytes, checksum: 4033a44bd5eb5793f2bbbfc569a1570f (MD5) Previous issue date: 2014 / Organismo geneticamente modificado (OGM) é um organismo cujo material genético foi manipulado através da utilização de técnicas de DNA recombinante. Apesar da adoção generalizada de OGMs por muitos países, a necessidade de pesquisas em biossegurança continua sendo uma preocupação. As técnicas de transformação genética atualmente utilizadas para o desenvolvimento de plantas geneticamente modificadas inserem construções transgênicas em regiões aleatórias no genoma da planta hospedeira e são muitas vezes integradas perto de elementos genéticos importantes, como retrotransposons e sequências repetidas. Isto impõe riscos adicionais devido à introdução de novas sequências reguladoras, que podem conduzir a alterações espaciais e temporais na expressão de genes endógenos. Estas imprevisibilidades podem ter efeitos adversos sobre a estabilidade genética em longo prazo, bem como no valor nutricional, alergenicidade e toxicidade do OGM. Estes processos genéticos representam áreas de pesquisa omitida, bem como lacunas no conhecimento relacionado a potenciais efeitos na saúde e meio-ambiente. Além disso, a abordagem atual para a avaliação de possíveis efeitos indesejados de OGMs é baseada na suposição de que um OGM é composto por duas partes, a planta e a proteína transgênica, que funcionam de forma linear e aditiva. Esta abordagem, que se baseia no conceito de "equivalência substancial", é altamente criticada pela comunidade científica e carece de hipóteses científicas bem fundamentadas. Assim, o objetivo deste trabalho foi testar dois novos modelos metodológicos para caracterizar os potenciais efeitos adversos dos OGMs em nível molecular. A primeira abordagem é baseada na análise comparativa do perfil proteico e níveis de transcrição transgênica de uma variedade de milho GM contendo duas inserções transgênicas, outra contendo apenas uma inserção sob o mesmo background genético e a variedade convencional correspondente. Este modelo biológico proporciona uma oportunidade única de rastreamento de potenciais alterações no proteoma que derivam da combinação dos dois transgenes. A segunda abordagem baseia-se na utilização da ferramenta de interferência por RNA para o silenciamento gênico. Esta ferramenta fornece um meio para estudar genótipos transgênicos sem a acumulação de proteínas transgênicas, isolando assim os efeitos da inserção per se. O desenvolvimento dessas metodologias também acarretou em uma extensa revisão da literatura sobre ensaios de interferência por RNA expressas de maneira transiente e estável em plantas. Os resultados observados demonstram que as construções transgênicas não funcionam de forma linear e aditiva. Mas influenciam a expressão global de genes endógenos, principalmente relacionados ao metabolismo energético e de estresse, dependendo do número de cópias e da natureza do transgene inserido. A presença de mais de um inserto no genoma hospedeiro também altera os níveis de expressão do transgene. Ainda, a análise proteômica de plantas transgênicas silenciadas revelou um baixo número de proteínas endógenas alteradas, indicando que o acúmulo de proteína transgênica é um dos principais fatores que influenciam a modulação do proteoma da planta hospedeira. Portanto, conclui-se que as novas abordagens metodológicas descritas e testadas podem fornecer uma metodologia científica útil e robusta para avaliações de risco de OGMs. Por fim, sugerimos que as agências regulatórias de biossegurança de OGMs considerem que este tipo de estudo seja obrigatório e parte dos documentos produzidos pelos proponentes da tecnologia que visam a liberação comercial de novos eventos de transformação genética.<br> / Abstract: Genetically modified organism (GMO) is an organism whose genetic material has been altered through the use of recombinant DNA techniques. Despite the widespread adoption of GMOs by many countries, the need for biosafety research remains a concern. Actual plant transformation methods include integration of transgenic constructs that take place at random locations in the recipient plant genome and are often close to important genetic elements, such as retrotransposons and repeated sequences. This poses additional risks due to the introduction of new promoter sequences, which may lead to altered spatial and temporal expression patterns of plant endogenous genes. All these events may have unpredictable effects on the long-term genetic stability of the GMO, as well as on their nutritional value, allergenicity and toxicant contents. These putative processes represent areas of omitted research with regard to health and environmental effects of GMOs. In addition, the current approach for the assessment of potential unintended effects of GM crops is based on the assumption that a GMO consists of two parts that function in a linear additive fashion, being that the crop and the novel GM transgene product. Based on the "substantial equivalence" concept, this approach is highly disputed in the scientific community and lacks a well founded scientifically driven hypothesis testing. In this work, two different new methodological models were used to characterize potential adverse effects of GMOs at the molecular level. The first approach is based on the comparative proteomic analysis and transgenic transcript level quantification of a stacked GM maize variety containing two transgenic inserts versus the two single transgenic parental varieties. This biological model provides a unique opportunity to track potential changes in the host proteome that derived from the combination of two transgenes. The second approach is based on the use of RNA interference tool prior to the comparative analysis. By enabling transgene silencing, this tool provides a means to study transgenic genotypes without the accumulation of transgenic protein, thus isolating insertional effects. The development of all these methodologies lead to an extensive literature review on transient and stable RNAi experiment in plants, which then resulted in a review article on this subject. The obtained results showed that transgene constructs do not function in a linear additive fashion, but instead alter endogenous proteome profile. These protein modulations are mainly related to energetic and stress metabolism, which then depended on the number of copies and the nature of inserted transgene sequences. The presence of more than one inserted sequences also affects the levels of transgene expression. In addition, the proteomic analysis of silenced transgenic plants showed a low number of altered endogenous proteins, indicating that the accumulation of transgenic protein is one of the main factors that influence the modulation of the host plant proteome. Therefore, it is concluded that the new methodological approaches described and tested can provide a useful and robust scientific methodology for risk assessment of GMOs. Finally, we suggest that GMO safety regulatory bodies take into account this kind of study and requires that it becomes part of the documentation produced by technology proponents intend to commercialize new genetic transformation events.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-22T04:08:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334739.pdf: 3684799 bytes, checksum: 0ddc65eb696ceae8a137240cbd733eab (MD5) Previous issue date: 2015 / Uma importante questão ainda muito polêmica no mundo está relacionada com os riscos da liberação comercial de organismos geneticamente modificados (OGM), particularmente o impacto ambiental que as plantas geneticamente modificadas podem gerar. Este trabalho tem como objetivo geral investigar as possíveis alterações bioquímicas e dos produtos da expressão gênica de uma variedade comercial de milho transgênico tolerante ao Roundup Ready® (evento NK603), submetida a condições de déficit hídrico e aplicação de herbicida. O primeiro ensaio realizado, denominado Ensaio sem herbicida, foi um ensaio em blocos ao acaso com distribuição trifatorial (Transgenia x Estresse x Ambiente). Este ensaio foi realizado em casa de vegetação (cv) e câmara de crescimento (cc) (fator Ambiente), composto por híbridos transgênicos (T) e sua isolinha convencional (C) (fator Transgenia), submetidos a rega controle (CONT) ou seca (SECA) (fator Estresse). O segundo ensaio, denominado Ensaio com herbicida, foi um ensaio em blocos ao acaso unifatorial, o qual foi formado também por três blocos, sendo cada unidade experimental composta por um grupo de três vasos (uma planta por vaso), com dois tratamentos: Milho Transgênico submetido a seca com aplicação de herbicida (TSECA RR); Milho Transgênico submetido a seca sem aplicação de herbicida (TSECA). A análise proteômica comparativa DIGE demonstrou diferença na expressão de proteínas entre as plantas de milho transgênicas (NK603) e sua isolinha convencional mais próxima (31 spots). O fato de terem sido detectadas proteínas diferencialmente expressas entre os tratamentos CCONT x TCONT (17 spots) e CSECA x TSECA (14 spots), leva a conclusão de que estas plantas não diferem entre si apenas pela expressão da proteína alvo da transformação genética (CP4 EPSPS) conforme proposto pela empresa proponente desta tecnologia e assim levado em consideração pelas agências regulatórias. Além disso, apesar do nível de variação causada pelo modificação genética não se diferir do nível da variação causada pelo ambiente (em termos de número total de proteínas diferenciais), as plantas transgênicas respondem diferencialmente com relação a sua linha isogênica quando cultivadas no mesmo ambiente, o que apoia a ideia da existência de efeitos pleiotrópicos oriundo da inserção da sequência exógena para o evento NK603. A análise comparativa do proteoma no segundo ensaio ainda revelou que a aplicação de herbicida nas plantas transgênicas em situação de estresse por desidratação resulta no aumento da expressão de algumas proteínas e até no provável silenciamento de um ou mais genes responsável pela transcrição de uma proteína. As análises de quantificação de alguns dos principais fitormônios envolvidos nos mecanismos de defesa a estresse pelas plantas, revelou que a concentração de ABA, MeJA, SA, CA e GA3 foi diferente entre as plantas transformadas e não-transformadas, bem como as interações foram significativas entre os fatores  Estresse e  Ambiente . Verificou-se também que a situação de estresse e o cultivo em diferentes ambientes resultaram na variação no conteúdo de todos os fitormônios analisados. Com relação a análise quantitativa de lignina, a transformação genética também provocou alterações no teor de LTGA, pois assim como encontrado por outros autores em diferentes eventos de transformação, as plantas transformadas (NK603) apresentaram teores de lignina superior aos das plantas não transformadas.Além disso, a análise de lignina nos tratamentos do segundo ensaio revelou que a aplicação de herbicida em plantas transgênicas em situação de déficit hídrico provocou ainda mais o aumento no teor de lignina. O tratamento TSECA RR apresentou em média um aumento de 33% na concentração de LTGA em comparação ao tratamento TSECA. Portanto, os resultados encontrados neste trabalho concordam com resultados de outros estudos sobre a existência de efeitos pleiotrópicos relacionados a expressão proteica, aumento nos teores de fitormônios e lignina em plantas geneticamente modificadas (evento NK603), submetidas a diferentes condições de cultivo.<br> / Abstract : A worldwide important issue still very controversial is related to the risks of commercial release of genetically modified organisms (GMO), particularly the environmental impact that genetically modified (GM) plants can generate. This study aims to investigate possible biochemical changes of a commercial hybrid of GM maize (event NK603) and its counterpart, subjected to drought stress conditions and herbicide application. The first experiment, called experiment without herbicide, was a factorial experiment being the plots arranged in a three randomized block design (Transgenic x Stress x Environment). This experiment was conducted in a greenhouse (cv) and growth chamber (cc) (Environment factor), composed of transgenic hybrid (T) and its conventional isogenic line (C) (Transgenic factor), subject to water control (CONT) or drought stress conditions (SECA) (Stress factor). The second experiment, called Experiment with herbicide application, was an experiment in a randomized block design, with three repetitions. In that case each experimental unit was composed of a group of three pots (one plant per pot) with two treatments: GM maize submitted to drought stress and herbicide application (TSECA RR); GM maize subjected to drought stress without herbicide application (TSECA). The comparative proteomic DIGE showed difference in protein expression between transgenic maize (NK603) and its conventional isoline (31 spots). The fact that differentially expressed proteins detected between CCONT x TCONT treatments (17 spots) and CSECA x TSECA (14 spots), leads to the conclusion that these plants do not differ only by the expression of the target gene transformation (CP4 EPSPS) as proposed by the proponent of the technology. Furthermore, although the level of variation caused by genetic modification does not differ from the level of variation caused by the environment (in terms of total number of differential proteins), transgenic plants respond differentially in respect to their isogenic line when grown in the same environment, which supports the idea of pleiotropic effects from the genetic transformation for the NK603 event. The comparative analysis of the proteome in the second experiment also showed that herbicide application in transgenic plants under drought stress results in increased expression of some proteins and in a probable silencing of one or more genes responsible for the transcription of a protein. Quantification analyzes of some of the major plant hormones involved in defense mechanisms to stress in plants, showed that the concentration of ABA, MeJA, SA, CA and GA3 were different between the GM plants and non-GM, as well as interactions between "Stress" and "Environment" were significants. It was also verified that the stress situation and cultivation in different environments resulted in variation in the content of all plant hormones analyzed. Regarding the quantitative analysis of lignin, the genetic transformation also changed lignin content. Similarly to other studies done in different events of genetic transformation, the GM NK603 plants presented higher lignin content than the non-GM plants. In addition, the lignin analysis in the second experiment revealed that the herbicide application in transgenic plants under drought stress situation causes increase in lignin content. The TSECA RR treatment showed 33% increase in the concentration of LTGA compared to TSECA treatment. Therefore, the findings of this study agree with the results found by other studies about the presence of pleiotropic effects related to protein expression, plant hormones synthesis and lignin content in plants of the event NK603, under different growing conditions.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-20T03:10:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334970.pdf: 1162884 bytes, checksum: 5d214560ee4970dc0c6fd5601d2e75eb (MD5) Previous issue date: 2015 / O lodo de esgoto gerado a partir de estações de tratamento de efluentes configura-se como passivo ambiental e econômico que onera não apenas as empresas operadoras do tratamento, mas também a sociedade que sofre os impactos causados ao meio ambiente. Dessa forma, esse trabalho tem como objetivo buscar uma alternativa ao destino deste resíduo por meio da sua utilização como substrato na produção de mudas de espécies vegetais como a bracatinga (Mimosa scabrella), o crisântemo (Dendranthema grandiflora) e a petúnia (Petunia x hybrida). O lodo coletado na Estação de Tratamento de Esgotos de Canasvieiras, em Florianópolis (SC), passou por secagem solar e foi empregado nas proporções de 0%, 5%, 10% e 25% juntamente com solo coletado na Fazenda Ressacada, UFSC, utilizado como solo inóculo de fungos micorrízicos arbusculares (FMA). Os parâmetros utilizados nas análises foram altura das plantas (cm), comprimento radicular (cm), produção de matéria seca da parte aérea (g), produção de matéria seca de raiz (g), teor de nitrogênio na parte aérea (g kg-1), acúmulo de nitrogênio na parte aérea (mg planta-1), teor de fósforo na parte aérea (g kg-1), acúmulo de fósforo na parte aérea (mg planta-1), contagem de esporos de FMA no solo (em 50 cm3 de solo), colonização micorrízica (%) e pH do substrato (pré e pós-tratamento). Com relação ao tratamento do lodo, constatou-se que a secagem solar é uma metodologia eficiente na eliminação de patógenos, classificando o lodo como apto para emprego agrícola. Após a análise dos resultados, verificou-se que o tratamento com 5% de lodo de esgoto se mostrou o mais adequado para o cultivo da Bracatinga. Para o Crisântemo essas concentrações variam entre 5% e 13% e para a Petúnia entre 13% e 18% de lodo de esgoto. Essas concentrações foram as que proporcionaram os melhores rendimentos para todas as variáveis avaliadas no presente estudo, com exceção da colonização micorrízica e da contagem de esporos que decaíram à medida que aumentaram as concentrações de lodo aplicadas.<br> / Abstract : The sewage sludge generated from wastewater treatment plants is an environmental and economic liability that burdens not only the operating companies of health treatment, but also the society that suffers the impacts of environmental damage. Thereby, this work aims to seek an alternative to the destination of this sludge through the use thereof as substrate on the production of bracatinga (Mimosa scabrella), chrysanthemum (Dendranthema grandiflora) and petunia (Petunia x hybrid) seedlings. The sludge was collected from CASAN, at the Canasvieiras treatment station, in Florianópolis (SC), and submitted to solar drying for later employed in proportions of 0%, 5%, 10% and 25% with soil collected at the Ressacada Farm, UFSC, used as inoculum for arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). The parameters used in the analyzes were plant height (cm), root length (cm), production of aerial part dry matter, production of root dry matter (g), Nitrogen content in the aerial part (g kg -1), Nitrogen accumulation in the aerial part (mg plant-1), Phosphorus content in the aerial part (g kg-1), Phosphorus accumulation in the aerial part (mg plant -1), AMF spore count on the soil (in 50 cm of soil), mycorrhizal colonization (%) and pH of the substrate (pre- and post-treatment). Related to the sludge treatment, it was found that the solar drying is an efficient method in the elimination of pathogens, classifying the sludge as fit for agricultural application. After analyzing the results, it was verified that treatment with 5% of sewage sludge is the most suitable for the cultivation of Bracatinga. For the Chrysanthemum, these concentrations vary from 5% to 13% and for Petunia, from 13% to 18% of sewage sludge. These concentrations provided the best yield for all variables in this study, with the exception of mycorrhizal colonization and spore counting that sagged as the sludge concentration increased.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-20T03:10:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334964.pdf: 2246614 bytes, checksum: 32093f6cd81b63a2fc050ea3ef34cd58 (MD5) Previous issue date: 2015 / A embriogênese somática (ES) é um métedo eficiente à propagaçãomassiva de plantas e à conservação de germoplasma. Em nível básico elase configura como um modelo biológico para o aprofundamento deestudos de morfogênese, fisiologia, bioquímica e genética de plantas.Muitos organismos apresentam características similares durante a ES, taiscomo a expressão de genes homólogos, o desenvolvimento de tecidosespecializados semelhantes ao observado na embriogênese zigótica e asrespostas a certos reguladores de crescimento. Para abordarprofundamente estas características associadas à ES de palmeirasneotropicais foi elaborada uma ampla revisão sobre este tema no primeirocapítulo desta dissertação. De uma forma geral esta revisão mostrou queembriões zigóticos e/ou meristemas apicais têm sido os explantes maisempregados, mostrando-se responsivos ao meio de cultura baseado naformulação salina de Murashige e Skoog suplementado com vitaminas deMorel, 3% de sacarose, carvão ativado e concentrações elevadas deauxinas, principalmente 2,4-D ou picloram. Em seguida, odesenvolvimento embrionário normalmente é estimulado em meios decultura suplementados com teores reduzidos destas auxinas e com oemprego de citocininas, notadamente BAP e 2-ip. Por fim, os embriõessão convertidos em plântulas em meios isentos de reguladores decrescimento. Além da micropropagação, muitos estudos concentraram-sena expressão de genes e na bioquímica do desenvolvimento de embriõessomáticos de palmeiras. Estudos histológicos sugeriram tendênciascomuns em diferentes espécies durante a morfogênese in vitro, tais comomorfologia semelhante dos ápices caulinares meristemáticos, calos ecélulas epidérmicas. No segundo capítulo estudou-se o emprego deculturas de protoplastos em três espécies de palmeiras, pupunha (Bactrisgasipaes), butiá-da-serra (Butia eriospatha) e açaí (Euterpe oleracea).Protoplastos são células com suas paredes celulares removidas eapresentam interesse tanto pela sua capacidade regenerativa quanto pelapossibilidade da geração de híbridos através da fusão somática de doisprotoplastos diferentes. Esta tecnologia tem sido investigada em váriasespécies de palmeiras, tais como dendê (Elaeis guineensis) e tamareira(Phoenix dactyilifera). Na presente dissertação, culturas embriogênicaspreviamente estabelecidas de pupunha, butiá-da-serra e açaí foramtratadas com uma solução enzimática composta por 2% de celulase, 0,5% de hemicelulase e 0,5 % de pectinase e em seguida elas foram23incubadas no escuro a 25 ± 2 ° C durante 6, 12, 18, ou 24 horas semagitação ou num agitador orbital a 45 rpm para o isolamento deprotoplastos. As maiores quantidades de protoplastos foram obtidasatravés da incubação em agitador orbital, sendo 5.50±0.68x105 e1.22±0.13x106 protoplastos / grama de peso fresco de pupunha e açaí,respectivamente, depois de seis horas de incubação, e 5,36 ± 2.23x105células / grama de peso fresco para butiá após 24 horas incubação.Culturas de pupunha e açaí mostraram diminuição de rendimento deprotoplastos após seis horas de incubação, enquanto a quantidade deresíduos celulares visíveis aumentou. A viabilidade de protoplastosmanteve-se elevada (> 70%), com exceção de protoplastos de açaí, cujaviabilidade diminuiu rapidamente após seis horas na incubação orbital.Os protoplastos foram cultivados usando o método de gotas de agarose oude alginato, sendo submetidos a seis tipos de meios líquidos contendo 0,1, ou 10 µM de picloram com ou sem 2µM de 2-ip. Picloram não semostrou essencial para as divisões celulares, as quais, no entanto forammais frequentes e ocorreram mais cedo em resposta a meios com níveiscrescentes do mesmo. Foram observadas microcolônias se formando nasgotas de alginato com 10 de µM picloram e 2 µM de 2-ip, no entantocolonias visíveis foram formados apenas em duas esferas de agarose. Noterceiro capítulo desta dissertação o incremento de massa seca e os teoresde proteínas, açúcares e amido foram investigados em culturas depupunha com diferentes capacidades para ES: alta capacidadeembriogênica (ACE), baixa capacidade embriogênica (BCE), e nãoembriogênica(NE). Culturas de ACE e NE apresentaram incrementos demassa seca semelhantes e que foram maiores queo incremento de massaseca em culturas de BCE. Culturas de ACE apresentaram teoresligeiramente mais elevados de proteínas do que as culturas NE, contudoambas continham maiores teores de proteínas do que as culturas de BCE.Níveis de amido foram semelhantes entre culturas de ACE e NE e queforam maiores que os níveis de amido em culturas de BCE. Níveis deaçúcares foram demasiadamente baixos para terem seus valorescalculados utilizando uma curva padrão de glicose, porém as leituras deabsorbância mostraram que as culturas de ACE e NE apresentaramvalores médios semelhantes e superiores aos níveis encontrados emculturas de BCE. Estes dados sugerem que os diferentes comportamentosde crescimento das diferentes culturas podem não refletir as quantidadestotais de proteínas, e sim os tipos de proteínas a serem expressas. A grandequantidade de amido nas culturas NE, juntamente com a morfologia24distinta destas culturas, pode sugerir uma rota regenerativa baseada naorganogênese. Além disso, é possível que a falta de reservas de energianas culturas de BCE esteja relacionada com o seu rápido crescimento.Formações de tecidos organizados também foram observadas nas culturade BCE, isto pode sugerir que a morfogênese in vitro não inclui apenasos embriões somáticos, calos, raiz e plântulas, mas pode incluir outrostipos de tecidos. No quarto capítulo buscou-se a optimização da ES emculturas de pupunha, butiá e açaí. Culturas de pupunha 'G3' foramcultivadas em meios de cultura compostos pelos sais de MS ou MSmodificado, suplementados com 1 mM de espermidina, 1 mM deespermina, ou sem poliaminas. Não houve diferença no número deembriões somáticos regenerados a partir dos meios de MS ou MSmodificado, no entanto, ambas as poliaminas apresentaram efeitosnegativos para a formação de embriões. Culturas de pupunha ?G2? foraminoculadas em meio de cultura contendo 3% de sacarose ou uma misturaigual de sacarose, glicose, frutose, e sorbitol, não revelando diferenças emtermos de números totais de embriões regenerados. Embriões zigóticos debutiá inoculados em meio MS contendo 3% sacarose, 2,5 g / L de carvãoativado e 300 µM ou 450 µM de picloram responderam com a formaçãode calos com aparência embriogênica similares aos observados empupunha, 40% e 27,5% respectivamente. No entanto, culturas friáveis debutiá foram submetidas a vários tipos de meios de cultura, incluindomeios sólidos e líquidos; diferentes concentrações de auxinas, citocininas,ABA, GA3, sacarose e carvão ativado,e ausência ou presença de luzdurante o cultivo, porém, em nenhum dos ambientes proporcionadosocorreu a formação de embriões somáticos. Além disso, desidrataçãoparcial não induziu melhorias na multiplicação das culturasde butiá, omesmo foi observado em culturas de pupunha. A multiplicação dasculturas de açaí foi melhorada com a adição 2,5 g / L de carvão ativado eaumento nos teores de picloram de 10 µM até 50 µM. O carvão ativadolevou à redução de 400% no número de explantes oxidados, um aumentono número de explantes produzindo embriões, número deembriõesformados por explante, e numero de massas poliembriogênicas porexplante. No entanto, os casos de crescimento de raizes organogênicas ede calogênese observados a partir de explantes de açaí colocadas emmeios com carvão ativado sugerem que o efeito da auxina diminui napresença de carvão ativado. Tomados em conjunto, os resultados dapresente dissertação contribuem para uma melhor compreensão dosestudos da morfogênese in vitro de palmeiras, notadamente aqueles25associados aos fatores envolvidos na tecnologia de protoplastos, àscaracterísticas bioquímicas de culturas de pupunha com diferentespotenciais embriogênicos e à otimização dos protocolos regenerativosestudados, especialmente o de açaí.<br> / Abstract : Somatic embryogenesis (SE) is a powerful technology that is useful for commercial propagation, scientific study, germplasm conservation, and has potential applications in reforestation attempts in damaged ecosystems. Many organisms show similar traits during SE, such as the expression of commonly-found gene homologs, development of specialized tissues similar to zygotic embryogenesis, and response to certain growth regulators. To summarize these trends, a review article was written (Chapter 1 of this thesis). A literature analysis of SE in the palm family, Arecaceae, suggests similar trends across palm species. Both zygotic embryos or palm shoot meristems tended to respond well to culture media composed of Murashige and Skoog salts, vitamins, 3% sucrose, exogenous activated carbon, and high concentrations of auxins, such as 2,4-D or picloram. Embryo development was usually stimulated through subculture onto media with reduced auxins and addition of cytokinin, such as BAP and 2-ip and then embryos could be frequently converted on media without growth regulators. In addition to micropropagation, many studies focused on the biochemistry and gene expression of developing palm somatic embryos. Histological studies revealed common trends, such as similar morphology of meristematic vs. callus and epidermal cells. One of the technologies that several research groups had evaluated was protoplast culture. Protoplasts, cells with their cell walls removed, are of scientific interest due to both being able to regenerate into larger cultures and the ability to create hybrids through somatic fusion of two different protoplasts. This technology has only been investigated in several large-scale economic species, such as oil palm (Elaeis guineensis) or date palm (Phoenix dactyilifera), and increased understanding of trends might lead to further development of protoplast culture as a whole (Chapter 2). To understand protoplast isolation and culture, previously-established peach palm (Bactris gasipaes), butiá-da-serra (Butia eriospatha), and açaí (Euterpe oleracea) cultures were treated with an enzyme solution composed of 2% w/v cellulase, 0.5% hemicellulase, and 0.5% pectinase and then either incubated stationary for 6, 12, 18, or 24 hours or on an orbital shaker at 45 rpm for 3, 6, 12, or 24 hours in the dark at 25±2 °C. Stationary incubation did not provide large amounts of protoplasts in comparison to incubation done on an orbital shaker. The greatest numbers of protoplasts per species were 5.50±0.68x105 and 1.22±0.13x106 protoplasts/ gram FW for peach palm and açaí after six hours of orbital shaking and 5.36±2.23x105 cells/gram FW for butiá after 24 hours of orbital shaking. Both peach palm and açaí saw dramatic decreases in protoplast yield after later incubations while the amount of visible cellular debris increased, possibly showing a potential reason for the decreased cell yield as cellular debris might lyse cells in motion. Protoplast viability remained high (>70%), except for açaí protoplasts, which decreased rapidly during orbital incubation. Protoplasts were cultured either using the agarose bead or the alginate bead method. Protoplasts cultured in alginate beads were subjected to six types of liquid media containing 0, 1, or 10µM picloram either with or without 2µM 2-ip. Auxin was not shown to be essential for causing cell division in several occasions, however cell division was more frequent and occurred earlier in media with increasing levels of picloram. 2-ip was not found to have a major impact. Microcolonies were observed to form in alginate beads with 10µM picloram and 2µM 2-ip, however visible colonies were only formed twice in agarose beads. Further optimization would be required to achieve regeneration of whole plants, however there are many trends in other species, such as use of nurse cultures, higher cell density during culture, and type of culture method, which can be pursued. The biochemistry of peach palm cultures with different capacities for SE, high embryogenic (HE), low embryogenic (LE), and non-embryogenic (NE), were investigated for dry weight, protein, sugar, and starch content (Chapter 3). It was found that both HE and NE cultures had similar dry weights, but water made up a larger proportion of LE cultures. Because of this difference, protein, sugar, and starch amounts were evaluated in terms of both fresh weight and dry weight. HE contained slightly higher amounts of protein than NE cultures, but both tissues contained higher proteins contents than LE cultures, even after adjusting for dry weight. Starch levels were comparable between HE and NE cultures, but LE cultures contained significantly fewer starch reserves. Sugar levels were too low to have their amounts calculated using a glucose standard curve, however their absorbance readings showed HE and NE cultures had the about the same values, while once again LE cultures contained fewer reserves. These data suggest that the different growth behavior of the different tissues may not reflect overall protein amounts, but rather the types of proteins being expressed. Additionally, the large amounts of starch growth, along with the distinct morphology of NE tissues might suggest a type of organogenesis. Additionally, it is possible that the lack of energy reserves found in LE tissue is related to its rapid growth. Organized tissue formations were also observed in LE tissue, possibly suggesting that in vitro organogenesis extends beyond simply somatic embryos, roots, and shoots. Additionally, SE optimization was investigated in peach palm, butiá, and açaí cultures. Peach palm tissue lines  G3 were placed on media containing either MS or modified MS salts and media containing 1mM spermidine, spermine, or no polyamines. No difference was detected in the number of somatic embryos recovered from MS or modified MS cultures, however either polyamine had a negative effect. Peach palm  G2 cultures were placed on media containing either 3% sucrose or an equal mix of sucrose, glucose, or sorbitol with no difference in total numbers of recovered embryos. Fast-growing friable butiá cultures were subjected to numerous types of media, including both solid and liquid media, media containing different concentrations of auxins, cytokinins, ABA, GA3, sucrose, and activated charcoal in both light and dark, but no somatic embryos were induced. Additionally, partial dehydration did not induce improved peach palm multiplication nor butiá SE. However, 40% and 27.5% placed on MS media containing 2.5g/L activated charcoal and 300µM or 450µM, respectively, picloram responded with tissue growth similar to that found in peach palm highly embryogenic tissue. Açaí multiplication was greatly improved through optimizing multiplication media with addition 2.5g/L activated charcoal and increased picloram up to 50µM from 10µM. The effects of the activated charcoal led to 400% reduction in number of oxidized explants, an increase in number of explants producing embryos, embryos per explant, number of embryos producing polyembryogenic masses, and number of polyembryogenic masses per explant. However, instances of organogenic root growth and increased callogenesis were observed on açaí explants placed on media with activated charcoal, which suggests that the decreased effect of auxin caused by activated charcoal can reduce embryogenic potential. Together, these works contribute to better understanding the trends found in multiple palms, factors involved in the valuable technology of protoplast culture, the biochemical characteristics of several types of peach palm tissue with different embryogenic potential, and cultural optimization, especially for the economically valuable açaí palm.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-07-25T04:12:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347035.pdf: 1475783 bytes, checksum: 8ddebabe058cf5e37e595d8c32776065 (MD5) Previous issue date: 2017 / Theobroma cacao L. é uma espécie amplamente cultivada na zona tropical húmida do planeta. As sementes tem um elevado valor econômico e são a matéria prima para a produção de chocolate. No entanto, devido às características botânicas que esta espécie apresenta, associadas a um alto grau de auto-incompatibilidade, os plantios comerciais apresentam alta heterozigosidade genética, afetando diretamente a produtividade do cultivo. Por esta razão, sistemas de propagação clonal como estacas enraizadas e enxertia tem sido aplicados para a multiplicação de variedades de elite. Estas técnicas, contudo, apresentam alto custo de mão de obra e não garantem a qualidade sanitária das plantas. Neste contexto, técnicas de micropropagação in vitro associadas à embriogênese somática podem contribuir para produção em larga escala de novas variedades e de genótipos superiores, bem como para a conservação de germoplasma, além de servir como modelo para o estudo de processos fisiológicos, genéticos e bioquímicos envolvidos no desenvolvimento embrionário. A embriogênese somática a partir de partes florais tem sido o método mais eficiente para a regeneração in vitro de plântulas. Este sistema integra a embriogênese indireta com subsequente embriogênese secundária direta, a partir da qual o sistema se torna cíclico. Os protocolos de embriogênese somática apresentam lacunas no conhecimento que precisam ser preenchidas. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivos aprofundar nos mecanismos moleculares que determinam a qualidade dos embriões somáticos e estudar a relação da metilação do DNA e a capacidade de conversão de embriões somáticos com a embriogênese somática secundaria a longo prazo. Assim, utilizou-se a tecnologia de identificação multidimensional de proteínas (HDMSE), para identificar o perfil proteômico de embriões do tipo branco e do tipo translúcido, os quais diferem amplamente pela capacidade de conversão. O grupo das proteínas diferencialmente expressas revelou que a capacidade de conversão dos embriões somáticos está relacionada com o metabolismo dos carboidratos e com a capacidade das culturas em manter um equilíbrio no sistema redox. A análise global dos níveis da metilação do DNA em embriões somáticos jovens e embriões somáticos envelhecidos sugere que a hipometilação do DNA observada em embriões envelhecidos é uma resposta adaptativa (acumulativa) das culturas às condições in vitro, enquanto que a perda do potencial embriogênico associada com a embriogênese somática a longo prazo, é uma característica epigenética que pode ser reversível. Finalmente, o uso da droga demetilante 5-azcC mostrou uma correlação positiva com a recuperação do potencial embriogênico em embriões somáticos envelhecidos.<br> / Abstract : Theobroma cacao L. is a plant species widely cultivated in the humid tropics of the planet. The cacao beans have a high economic value and they are the raw material for the chocolate industry. However, due to the botanical traits associated with a high degree of self-incompatibility, the commercial plantations present high genetic heterozygosity, directly affecting the crop yield. For this reason, clonal propagation systems such as rooted cuttings and grafting have been applied for the multiplication of elite varieties. However, these methods present a high labor cost and do not guarantee the plants sanitary quality. In this view, in vitro micropropagation methods associated with somatic embryogenesis can contribute to the large-scale propagation of improved varieties and genotypes, as well as the conservation of germoplasm, and this can uses as a model for the study of the physiological, genetic and biochemical processes involved in plant embryogenic development. Somatic embryogenesis using floral explants has been the most efficient method for regeneration in vitro seedlings. This system integrates indirect embryogenesis with subsequent direct secondary embryogenesis, from which the system becomes cyclic. Somatic embryogenesis protocols present hole in the knowledge, which need to be elucidated. In this context, the present work had as objective to deepen in the molecular mechanisms that determine the somatic embryo quality to study the relationship between the DNA methylation and the embryogenic potential of somatic embryos in the long-term secondary somatic embryogenesis. Thus, the multidimensional protein identification technology (HDMSE) was used to identify the proteomic profiles of white and translucid somatic embryos, which are widely different in the conversion capacity. The somatic embryos conversion ability was related to carbohydrate metabolism and the ability of cultures to maintain equilibrium in the redox system. The global DNA methylation levels in young somatic embryos and aged somatic embryos suggested that hypomethylation of DNA in aged somatic embryos is an adaptive (cumulative) response to in vitro culture conditions, whereas the loss of the embryogenic potential associated with long-term somatic embryogenesis, is an epigenetic feature that can be reversible. Finally, the 5 -azaC showed a positive correlation with the recovery of the embryogenic potential in aged somatic embryos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-01T04:15:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347205.pdf: 2886946 bytes, checksum: e3c8f549af7eae53045280fe0eb5fe3d (MD5) Previous issue date: 2017 / As restingas são importantes ecossistemas costeiros, com ampla distribuição pelo Brasil, mas que se encontram bastante ameaçadas por ações antrópicas. O Parque Estadual do Rio Vermelho (PAERV), situado em Florianópolis, SC, apesar de ser uma área de preservação ambiental, também possui áreas de restinga que apresentam caráter degradado devido a introdução de espécies alóctones, principalmente de Pinus spp. e Eucalyptus spp. Uma alternativa economicamente viável para a recuperação dessas áreas é a revegetação por meio da inserção de espécies de leguminosas nativas. Estas, por intermédio da associação simbiótica com bactérias fixadoras de nitrogênio, necessária pela baixa fertilidade dos solos de restinga, apresentam crescimento rápido, melhoram a qualidade do solo e o protegem contra erosão. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de rizóbios autóctones isolados de áreas de restinga do Parque Estadual do Rio Vermelho em espécies de leguminosas nativas com potencial de emprego em programas de revegetação de áreas degradadas do parque. Para tanto, foram feitos ensaios em casa de vegetação com as espécies de Mimosa bimucronata, Sophora tomentosa e Dalbergia ecastophyllum, nas quais foram avaliados doze isolados de rizóbios autóctones, previamente isolados das áreas de restinga do PAERV, além de tratamentos controle não inoculados contendo baixo e alto fornecimento de nitrogênio. As sementes foram semeadas em tubetes contendo solo esterilizado das áreas de restinga do PAERV. Após cento e vinte dias (M. bimucronata e S. tomentosa) e noventa dias (D. ecastophyllum) de crescimento das plantas, foram avaliados: altura das plantas, compatibilidade simbiótica (presença de nódulos nas raízes), número de nódulos, matéria seca da parte aérea, matéria seca da raiz, matéria seca de nódulos, efeitos da inoculação na absorção de nitrogênio nas plantas inoculadas com os rizóbios e eficiência simbiótica. Os rizóbios que apresentaram elevada eficiência simbiótica foram identificados por meio de sequenciamento parcial do gene RNAr 16S. Houve compatibilidade simbiótica para S. tomentosa e M. bimucronata com todos os doze tratamentos inoculados. Para D. ecastophyllum, apenas sete dos tratamentos inoculados forma compatíveis, mostrando que há uma especificidade maior nessa espécie em relação aos simbiontes. Em S. tomentosa, um isolado apresentou elevada eficiência simbiótica, o R155, e para M. bimucronata os isolados R141 e R158. Por meio do sequenciamento parcial do gene RNAr 16S, foram identificados como Bradyrhizobium spp, Bulkhorderia spp. e Paenibacillus spp., respectivamente. É a primeira identificação denodulação em S. tomentosa pelo gênero Bradyrhizobium spp, e do gênero Paenibacillus nodulando M. bimucronata. Para D. ecastophyllum, os isolados que mais influenciaram no acúmulo de biomassa foram o R129, R141, R149 e R155. Alguns dos isolados de rizóbios autóctones mostraram-se com boa capacidade de emprego nas leguminosas nativas avaliadas na revegetação dos solos de restinga contaminados por Pinus spp. no PAERV.<br> / Abstract : The restingas are an important coastal ecosystem with a wide distribution along Brazil but they are quite threatened for anthropogenic actions. The Parque Estadual do Rio Vermelho (PAERV), located in Florianópolis, SC, despite being an environmental preservation area, also have degraded restinga areas due to the introduction of allochthonous species, mainly Pinus spp. and Eucalyptus spp. An economically viable alternative to restore these areas is the revegetation by introduction of native legumes species. These species, by means of symbiotic association with nitrogen-fixing bacteria that are necessary due to the low soil fertility in the restinga, present fast growth, improve the soil quality and protect it against erosion. The objective of this work was to evaluate the efficiency of isolated autochthonous rhizobia from areas of restingas from the Parque Estadual do Rio Vermelho in native legumes species with the potential of application in a program for revegetation of degraded areas from the park. Therefore, tests were made in greenhouse with the species Mimosa bimucronata, Sophora tomentosa and Dalbergia ecastophyllum, in which twelve isolated autochthonous rhizobia were evaluated, previosly isolated from restinga areas of PAERV, as well control treatments not inoculated with low and high nitrogen provision. After a hundred and twenty days (M. bimucronata and S. tomentosa) and ninety days (D. ecastophyllum), were evaluated the height of the plants, symbiotic compatibility (presence of nodules on the roots), number of nodules, shoot dry matter, dry matter of roots, dry matter of nodules, the effects of inoculation in nitrogen absorption from inoculated plants with rhizobia and the evaluation of symbiotic efficiency. The rhizobium that presented high symbiotic efficiency were identified by partial sequencing of gene 16S rRNA. There were symbiotic compatibility of S. tomentosa and M. bimucronata with all twelve inoculated treatments. For D. ecastophyllum, only seven inoculated treatments were compatible, showing that there is a higher specificity in this species in relation to symbionts. In S. tomentosa, one isolated presented high symbiotic efficiency, the R155, and for the M. bimucronata the isolates R141 and R158. By partial sequencing of the 16S rRNA gene, they were identified as Bradyrhizobium spp, Bulkhorderia spp. and Paenibacillus spp., respectively. It is the first identification of nodulation in S. tomentosa by the genus Bradyrhizobium spp, and the genus Paenibacillus nodulating M. bimucronata. For D. ecastophyllum, the isolates which most influenced on the accumulation of biomass were the R129, R141, R149 and R155. Some of the isolated autochthonous rhizobia presented goodusage capacity on the evaluated native legumes from the revegetation restinga soils contaminated by Pinus spp. in PAERV.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-01T04:16:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348085.pdf: 1558771 bytes, checksum: b8e6a96721b5915de6b30e834078e406 (MD5) Previous issue date: 2017 / A Xanthomonas fragariae é responsável por uma redução significativa na produção do morango. Este trabalho objetivou avaliar a eficiência de óleos essenciais, polissacarídeos e de suas nanoemulsões no controle da mancha angular do morangueiro, elucidando suas influências sobre a fisiologia e bioquímica do hospedeiro. Em suspensão polissacarídica da babosa (AP), foram acrescidos o óleo de tea tree ou de palmarosa, obtendo-se a emulsão de óleo de tea tree (TAP) e a nanoemulsão de óleo de palmarosa e (PAP), respectivamente. Com os preparados realizaram-se os ensaios para avaliação do potencial antimicrobiano, redutor da severidade da doença e ativador dos mecanismos de defesa vegetal. Verificou-se que AP, TAP e PAP chegaram a reduzir 44%, 94,4% e 86,1% do crescimento bacteriano in vitro da X. fragariae, respectivamente. As preparações acrescidas de óleo de melaleuca ou palmarosa reduziram aproximadamente 100% dos sintomas da doença nas duas cultivares de morangueiro utilizadas nos experimentos (Albion e San Andreas). Sendo que a cv. Albion demonstrou-se mais suscetível ao fitopatógeno. Além disso, apenas na mais suscetível, AP, TAP e PAP elevaram significativamente a atividade da superóxido dismutase, catalase e peroxidase. Utilizando-se as técnicas de HPLC e varredura espectrofotométrica, foi possível verificar a influência das preparações sobre a concentração de metabólitos secundários. No extrato foliar foram encontrados ácido gálico, ácido clorogênico, ácido ferúlico, ácido vanílico, ácido salicílico e entre outros. Além das alterações na concentração de ácido fenólicos, verificou-se que plantas inoculadas da cv. Albion, tratadas com AP e PAP, apresentaram acúmulo de lignina. Alterações fisiológicas também foram constatadas. Neste sentido, verificou-se que a inoculação promoveu um aumento na taxa fotossintética nas plantas da cv. Albion tratadas com água. Para analisar o efeito das preparações contendo babosa e óleos essenciais sobre a abertura e fechamento estomático, efetuou-se a microscopia de varredura. No entanto, não foi possível perceber influência dos preparados sobre o parâmetro analisado. Apesar disso, verificou-se a formação de um biofilme bacteriano nas testemunhas, o qual não foi verificado ou observado em baixa quantidade na superfície foliar das plantas previamente tratadas com TAP ou AP, respectivamente. Tendo em vista os resultados alcançados, acredita-se que os óleos essenciais possam ser uma alternativa eficiente para o controle da mancha angular, pois reduzem a severidade da doença, ativam mecanismos de defesa vegetal e promovem acúmulos de fenólicos sobre as folhas.<br> / Abstract : Bacterial angular leaf spot disease (Xanthomonas fragariae) is responsible for the reduction in strawberry production. The objective of this study was to evaluate the effectiveness of emulsions of tea tree or palmarosa essential oils against the angular leaf spot, seeking to elucidate their influence on the physiology and biochemistry of strawberry plants (Albion and San Andreas). Was added tea tree or palmarosa oil was added in aloe polysaccharide suspension (AP), obtaining a tea tree oil emulsion (TAP) and palmarosa oil nanoemulsion (PAP), respectively. Assays to verify the antimicrobial potential of AP, TAP and PAP were conducted. We evaluated the ability of these preparations to reduce disease and to activate plant defense. We observed that AP, TAP and PAP were capable of reducing the X. fragariae growth to 44.0%, 94.4% and 86.1%, respectively. In addition, TAP and PAP reduced over 100% of disease symptoms in the two cultivars. An increased superoxide dismutase, dismutase, catalase and peroxidase activity was observed in the more susceptible cultivar (Albion). Using HPLC techniques and spectrophotometric scanning, it was possible to verify the influence of the preparations on the concentration of secondary metabolites. In the foliar extract were found gallic acid, hydrochloric acid, ferric acid, benzylic acid, salicylic acid and others. In addition to the phenolic acid concentration, plants inoculated with cv. Albion, treated with AP and PAP, presented accumulation of lignin. Physiological changes were also observed. It was verified that the inoculation promoted an increase in the photosynthetic rate in the cv. Albion treated with water. To evaluate the effect of the preparations containing aloe and essential oils on stomatal opening and closure, a scanning microscopy was performed. However, we did not observe an influence on the analyzed parameters. Despite this, the formation of a bacterial biofilm in the control group was verified, which was not observed or observed in a low amount on the leaf surface of the plants previously treated with TAP or AP, respectively. Considering the results obtained, we believe that essential oils are an efficient alternative for the control of the angular leaf spot because they are able to reduce the severity of the disease, activate the mechanisms of vegetal defense and promote accumulations of phenolics on the leaves.