Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / nÃo hà / Nas regiÃes Ãridas e semi-Ãridas à comum a acumulaÃÃo de sais no solo em quantidades prejudiciais ao crescimento e rendimento das plantas. Neste contexto, os fungos micorrÃzicos arbusculares (FMA) vÃm sendo estudados nos Ãltimos anos, havendo resultados que indicam que as associaÃÃes micorrÃzicas com as plantas minimizam alguns efeitos do estresse salino. O presente trabalho teve por objetivo avaliar, mediante parÃmetros fisiolÃgicos e bioquÃmicos, os efeitos da inoculaÃÃo dos fungos micorrÃzicos arbusculares na cultura do meloeiro sob estresse salino. Portanto foi instalado um experimento em casa-de-vegetaÃÃo do Departamento de CiÃncias do Solo da Universidade Federal do CearÃ, no Campus do Pici em Fortaleza. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso, em arranjo fatorial 2 (plantas nÃo inoculadas e plantas inoculadas) x 4 (nÃveis de salinidade 0,5; 1,5; 3,0 e 4,5 dS m-1) com 4 repetiÃÃes, totalizando 32 unidades experimentais. No decorrer do experimento foram realizadas mediÃÃes de condutÃncia estomÃtica, taxa de transpiraÃÃo e taxa fotossÃntese. Ao fim de 37 dias apÃs a germinaÃÃo das plantas foi coletado o experimento, quando, entÃo, foram determinados os fatores de crescimento (matÃria seca e Ãrea foliar), as variÃveis microbiolÃgicas (dependÃncia micorrÃzica e colonizaÃÃo), os teores minerais (N, P, K, Ca, Mg, Na e Cl) e os solutos orgÃnicos (carboidratos solÃveis, NaminossolÃveis e prolina). A associaÃÃo com os FMA proporcionou um incremento no desenvolvimento da cultura do meloeiro, proporcionando um aumento na matÃria seca da parte aÃrea e na Ãrea foliar dessa cultura, principalmente no tratamento a 0,5 dS m-1; esse efeito benÃfico, entretanto, decresceu com o incremento da salinidade. A condutÃncia estomÃtica, taxa de transpiraÃÃo e taxa fotossintÃtica foram influenciadas de forma positiva pela associaÃÃo com os FMA, apresentando maiores valores nas plantas inoculadas em diferentes estÃdios de desenvolvimento dessa cultura. Os solutos orgÃnicos, prolina, N-aminossolÃveis e carboidratos solÃveis, nÃo contribuÃram diretamente para o ajuste osmÃtico dos tecidos foliares. A associaÃÃo simbiÃtica entre os FMA e as plantas de meloeiro nÃo proporcionou um aumento na tolerÃncia dessa cultura ao estresse salino, entretanto auxiliou na menor absorÃÃo dos Ãons potencialmente tÃxicos (Na e Cl) a partir da salinidade da Ãgua de irrigaÃÃo de 3 dS m-1. / Nas regiÃes Ãridas e semi-Ãridas à comum a acumulaÃÃo de sais no solo em quantidades prejudiciais ao crescimento e rendimento das plantas. Neste contexto, os fungos micorrÃzicos arbusculares (FMA) vÃm sendo estudados nos Ãltimos anos, havendo resultados que indicam que as associaÃÃes micorrÃzicas com as plantas minimizam alguns efeitos do estresse salino. O presente trabalho teve por objetivo avaliar, mediante parÃmetros fisiolÃgicos e bioquÃmicos, os efeitos da inoculaÃÃo dos fungos micorrÃzicos arbusculares na cultura do meloeiro sob estresse salino. Portanto foi instalado um experimento em casa-de-vegetaÃÃo do Departamento de CiÃncias do Solo da Universidade Federal do CearÃ, no Campus do Pici em Fortaleza. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso, em arranjo fatorial 2 (plantas nÃo inoculadas e plantas inoculadas) x 4 (nÃveis de salinidade 0,5; 1,5; 3,0 e 4,5 dS m-1) com 4 repetiÃÃes, totalizando 32 unidades experimentais. No decorrer do experimento foram realizadas mediÃÃes de condutÃncia estomÃtica, taxa de transpiraÃÃo e taxa fotossÃntese. Ao fim de 37 dias apÃs a germinaÃÃo das plantas foi coletado o experimento, quando, entÃo, foram determinados os fatores de crescimento (matÃria seca e Ãrea foliar), as variÃveis microbiolÃgicas (dependÃncia micorrÃzica e colonizaÃÃo), os teores minerais (N, P, K, Ca, Mg, Na e Cl) e os solutos orgÃnicos (carboidratos solÃveis, NaminossolÃveis e prolina). A associaÃÃo com os FMA proporcionou um incremento no desenvolvimento da cultura do meloeiro, proporcionando um aumento na matÃria seca da parte aÃrea e na Ãrea foliar dessa cultura, principalmente no tratamento a 0,5 dS m-1; esse efeito benÃfico, entretanto, decresceu com o incremento da salinidade. A condutÃncia estomÃtica, taxa de transpiraÃÃo e taxa fotossintÃtica foram influenciadas de forma positiva pela associaÃÃo com os FMA, apresentando maiores valores nas plantas inoculadas em diferentes estÃdios de desenvolvimento dessa cultura. Os solutos orgÃnicos, prolina, N-aminossolÃveis e carboidratos solÃveis, nÃo contribuÃram diretamente para o ajuste osmÃtico dos tecidos foliares. A associaÃÃo simbiÃtica entre os FMA e as plantas de meloeiro nÃo proporcionou um aumento na tolerÃncia dessa cultura ao estresse salino, entretanto auxiliou na menor absorÃÃo dos Ãons potencialmente tÃxicos (Na e Cl) a partir da salinidade da Ãgua de irrigaÃÃo de 3 dS m-1. / Nas regiÃes Ãridas e semi-Ãridas à comum a acumulaÃÃo de sais no solo em quantidades prejudiciais ao crescimento e rendimento das plantas. Neste contexto, os fungos micorrÃzicos arbusculares (FMA) vÃm sendo estudados nos Ãltimos anos, havendo resultados que indicam que as associaÃÃes micorrÃzicas com as plantas minimizam alguns efeitos do estresse salino. O presente trabalho teve por objetivo avaliar, mediante parÃmetros fisiolÃgicos e bioquÃmicos, os efeitos da inoculaÃÃo dos fungos micorrÃzicos arbusculares na cultura do meloeiro sob estresse salino. Portanto foi instalado um experimento em casa-de-vegetaÃÃo do Departamento de CiÃncias do Solo da Universidade Federal do CearÃ, no Campus do Pici em Fortaleza. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso, em arranjo fatorial 2 (plantas nÃo inoculadas e plantas inoculadas) x 4 (nÃveis de salinidade 0,5; 1,5; 3,0 e 4,5 dS m-1) com 4 repetiÃÃes, totalizando 32 unidades experimentais. No decorrer do experimento foram realizadas mediÃÃes de condutÃncia estomÃtica, taxa de transpiraÃÃo e taxa fotossÃntese. Ao fim de 37 dias apÃs a germinaÃÃo das plantas foi coletado o experimento, quando, entÃo, foram determinados os fatores de crescimento (matÃria seca e Ãrea foliar), as variÃveis microbiolÃgicas (dependÃncia micorrÃzica e colonizaÃÃo), os teores minerais (N, P, K, Ca, Mg, Na e Cl) e os solutos orgÃnicos (carboidratos solÃveis, NaminossolÃveis e prolina). A associaÃÃo com os FMA proporcionou um incremento no desenvolvimento da cultura do meloeiro, proporcionando um aumento na matÃria seca da parte aÃrea e na Ãrea foliar dessa cultura, principalmente no tratamento a 0,5 dS m-1; esse efeito benÃfico, entretanto, decresceu com o incremento da salinidade. A condutÃncia estomÃtica, taxa de transpiraÃÃo e taxa fotossintÃtica foram influenciadas de forma positiva pela associaÃÃo com os FMA, apresentando maiores valores nas plantas inoculadas em diferentes estÃdios de desenvolvimento dessa cultura. Os solutos orgÃnicos, prolina, N-aminossolÃveis e carboidratos solÃveis, nÃo contribuÃram diretamente para o ajuste osmÃtico dos tecidos foliares. A associaÃÃo simbiÃtica entre os FMA e as plantas de meloeiro nÃo proporcionou um aumento na tolerÃncia dessa cultura ao estresse salino, entretanto auxiliou na menor absorÃÃo dos Ãons potencialmente tÃxicos (Na e Cl) a partir da salinidade da Ãgua de irrigaÃÃo de 3 dS m-1. / The accumulation of salts in the soil is a common problems of arid and semi-arid regions, that cause reduction in plant growth and yield. In this context, the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) have been studied in recent years, with results indicating that their associations with the plants roots minimize some effects of salt stress. The objective of this work was to evaluate the influence of increasing levels of salinity of the irrigation water in the melon plants mycorrhized with AMF. The experiment was carried out at the greenhouse of the Departamento de CiÃncias dos Solo da Universidade Federal do CearÃ, in Fortlaeza, CearÃ. The experiment design was completely randomized with treatments outlined following a 2 x 4 factorial design, comprised of two mycorrhiza treatments (inoculated and not inoculated plants) x 4 levels of salinity (CEa = 0.5; 1.5; 3.0 and 4.5 dS m-1), with 4 repetitions. During the experiment were conducted measurements of stomatal conductance, transpiration and photosynthesis rates. The plants were collected thirty-seven days after germination, when growth (dry and leaf area), microbiological traits (dependency and mycorrhizal colonization), mineral content (N, P, K, Ca, Mg, Na, Cl) and the organic solutes concentrations (soluble carbohydrates, N-aminossolÃveis and proline) were measured. The mycorrhized plants showed higher production of shoot dry matter and leaf area, in relation to non-inoculated plants, mainly in the treatment of 0.5 dS m-1. However, this beneficial effect decreased in the higher levels of salinity. The stomatal conductance, transpiration rate and photosynthetic rate were influenced by AMF, being the values higher in mycorrhized plants. The organic solutes, proline, N-aminossolÃveis carbohydrates soluble, did not contribute directly to the osmotic adjustment of leaf tissue. The symbiotic association between the AMF, and the melon has not provided an increase in tolerance of this culture to salt stress, however helped in lower absorption of potentially toxic ions (Na, Cl) from the salinity of irrigation water 3.0 dS m - 1. / The accumulation of salts in the soil is a common problems of arid and semi-arid regions, that cause reduction in plant growth and yield. In this context, the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) have been studied in recent years, with results indicating that their associations with the plants roots minimize some effects of salt stress. The objective of this work was to evaluate the influence of increasing levels of salinity of the irrigation water in the melon plants mycorrhized with AMF. The experiment was carried out at the greenhouse of the Departamento de CiÃncias dos Solo da Universidade Federal do CearÃ, in Fortlaeza, CearÃ. The experiment design was completely randomized with treatments outlined following a 2 x 4 factorial design, comprised of two mycorrhiza treatments (inoculated and not inoculated plants) x 4 levels of salinity (CEa = 0.5; 1.5; 3.0 and 4.5 dS m-1), with 4 repetitions. During the experiment were conducted measurements of stomatal conductance, transpiration and photosynthesis rates. The plants were collected thirty-seven days after germination, when growth (dry and leaf area), microbiological traits (dependency and mycorrhizal colonization), mineral content (N, P, K, Ca, Mg, Na, Cl) and the organic solutes concentrations (soluble carbohydrates, N-aminossolÃveis and proline) were measured. The mycorrhized plants showed higher production of shoot dry matter and leaf area, in relation to non-inoculated plants, mainly in the treatment of 0.5 dS m-1. However, this beneficial effect decreased in the higher levels of salinity. The stomatal conductance, transpiration rate and photosynthetic rate were influenced by AMF, being the values higher in mycorrhized plants. The organic solutes, proline, N-aminossolÃveis carbohydrates soluble, did not contribute directly to the osmotic adjustment of leaf tissue. The symbiotic association between the AMF, and the melon has not provided an increase in tolerance of this culture to salt stress, however helped in lower absorption of potentially toxic ions (Na, Cl) from the salinity of irrigation water 3.0 dS m - 1. / The accumulation of salts in the soil is a common problems of arid and semi-arid regions, that cause reduction in plant growth and yield. In this context, the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) have been studied in recent years, with results indicating that their associations with the plants roots minimize some effects of salt stress. The objective of this work was to evaluate the influence of increasing levels of salinity of the irrigation water in the melon plants mycorrhized with AMF. The experiment was carried out at the greenhouse of the Departamento de CiÃncias dos Solo da Universidade Federal do CearÃ, in Fortlaeza, CearÃ. The experiment design was completely randomized with treatments outlined following a 2 x 4 factorial design, comprised of two mycorrhiza treatments (inoculated and not inoculated plants) x 4 levels of salinity (CEa = 0.5; 1.5; 3.0 and 4.5 dS m-1), with 4 repetitions. During the experiment were conducted measurements of stomatal conductance, transpiration and photosynthesis rates. The plants were collected thirty-seven days after germination, when growth (dry and leaf area), microbiological traits (dependency and mycorrhizal colonization), mineral content (N, P, K, Ca, Mg, Na, Cl) and the organic solutes concentrations (soluble carbohydrates, N-aminossolÃveis and proline) were measured. The mycorrhized plants showed higher production of shoot dry matter and leaf area, in relation to non-inoculated plants, mainly in the treatment of 0.5 dS m-1. However, this beneficial effect decreased in the higher levels of salinity. The stomatal conductance, transpiration rate and photosynthetic rate were influenced by AMF, being the values higher in mycorrhized plants. The organic solutes, proline, N-aminossolÃveis carbohydrates soluble, did not contribute directly to the osmotic adjustment of leaf tissue. The symbiotic association between the AMF, and the melon has not provided an increase in tolerance of this culture to salt stress, however helped in lower absorption of potentially toxic ions (Na, Cl) from the salinity of irrigation water 3.0 dS m - 1.

La symbiose ectomycorhizienne, répandue dans les forêts tempérées et boréales, se base sur des échanges nutritionnels entre la plante hôte et des champignons du sol. Ce mutualisme améliore la nutrition minérale et en eau de plantes ligneuses à travers des mécanismes encore méconnus. Ce manuscrit de thèse présente l’ensemble des systèmes de transport membranaire du champignon ectomycorhizien Hebeloma cylindrosporum identifié à partir du génome séquencé, avec un accent sur les gènes dont l’expression est induite en symbiose avec son hôte naturel, le pin maritime (Pinus pinaster). Ces données aideront à focaliser les futures recherches sur les gènes qui sont induits par la symbiose. Le champignon H. cylindrosporum améliore la nutrition potassique de son hôte en situation de carence. Cette étude est axée sur trois canaux ioniques qui peuvent être impliqués dans le transfert de K+ vers la plante. Ces canaux appartiennent à la famille TOK (Tandem-pore Outward-rectifying K+), spécifique de champignons et ont été caractérisés par plusieurs approches expérimentales. Des analyses in silico ont déterminé que ces trois canaux appartiennent à deux sous-familles et ont été nommés HcTOK1, HcTOK2.1 et HcTOK2.2. Leurs propriétés fonctionnelles ont été caractérisées par expression hétérologue pour une analyse en voltage-clamp à deux électrodes et complémentation de levures. La localisation a été étudiée par hybridation in situ en mycorhizes et par fusions gène-eGFP exprimés chez la levure et chez H. cylindrosporum. Le rôle physiologique des canaux HcTOK a été testé en culture pure et en symbiose avec P. pinaster grâces à des lignées transgéniques surexprimant ces gènes. En plus, les effets de la mycorhization par H. cylindrosporum et la nutrition potassique ont été testés chez P. pinaster cultivé en conditions de stress salin. Dans un premier temps, la tolérance du champignon au stress salin a été vérifiée en culture pure, ainsi que l’élément toxique de ce stress. Ensuite, le champignon a été cultivé en deux conditions de nutrition potassique et quatre de salinité pour connaître son homéostasie du K+ et analyser l’expression de ses systèmes de transport. Finalement, des plantules de P. pinaster ont été cultivées inoculées ou non en deux conditions de K+ et quatre de stress salin. En résumé, l’analyse de trois canaux HcTOK ont permis de démontrer les spécificités pour les sous-familles TOK1 et TOK2 et ont suggéré que HcTOK2.2 est probablement un élément clé pour le transfert du K+ via la plante en mycorhize. H. cylindrosporum semble jouer un rôle dans la tolérance à la salinité du pin maritime en diminuant le transfert du Na+ vers la plante et améliorant la nutrition potassique. / The ectomycorrhizal symbiosis, widespread in temperate and boreal ecosystems, is based in nutritional exchanges between the host plant and soil-borne fungi. This mutualism improves plant mineral and water nutrition of woody plants through mechanisms that are still largely unknown. This manuscript presents the whole set of membrane transport systems of the ectomycorrhizal fungus Hebeloma cylindrosporum identified from the sequenced genome, with an emphasis on the genes that are up-regulated in symbiosis with its natural host, the maritime pine (Pinus pinaster). These data will help to focalize future research on symbiosis-induced genes. The fungus H. cylindrosporum enhances the potassium (K+) nutrition of P. pinaster under starvation. This study has focused on three ion channels that could transfer the K+ to the plant. These channels belong to the fungal-specific TOK (Tandem-pore Outward-rectifying K+) family and have been characterized using several approaches. In silico analyses have positioned them in two subfamilies, giving them the names HcTOK1, HcTOK2.1 and HcTOK2.2. Their functional activity has been characterized by heterologous expression for two-electrode voltage-clamp measurements and yeast complementation. Localization has been studied by in situ hybridization in mycorrhiza and by expression of gene-eGFP constructs in yeast and H. cylindrosporum. The physiological role of these channels has been tested in pure culture and symbiosis with transgenic fungal lines overexpressing the HcTOK channels. Furthermore, the effects of H. cylindrosporum and K+ nutrition have been tested in P. pinaster seedlings subjected to salt stress. First, the tolerance to salinity of the fungus was analysed in pure culture with different compounds to identify the most toxic component. Second, the fungus was cultured in different NaCl and K+ conditions to know whether it kept the homeostasis and to check the expression of K+ transport systems. Finally, P. pinaster seedlings were cultured inoculated or not in two different K+ nutrition and four salinity conditions. Altogether, analysis of the three HcTOK channels revealed specificities of the TOK1- and TOK2-type and suggested that HcTOK2.2 might be a main player for the K+ transfer from the fungus towards the plant. H. cylindrosporum seems to play a role in the tolerance to salt stress of the maritime pine by reducing the Na+ transfer to the plant and improving K+ nutrition.

Die Tetrapyrrol-Biosynthese der Pflanzen ist ein hoch konservierter Prozess, indem sich die Häm- und Chlorophyllsynthese gemeinsame Syntheseschritte von der 5-Aminolävulinsäure (ALA)- bis hin zur Protoporphyrin IX (Proto)-Bildung teilen. Zur Hämsynthese sind in Arabidopsis thaliana zwei Isoformen der Ferrochelatase (FC) vorhanden, welche die Insertion von Eisenionen in Proto katalysieren. In dieser Arbeit wurden fc1 und fc2 Mutanten analysiert und für Komplementationsversuche mit nativen und modifizierten FC1/FC2-Sequenzen genutzt. Die in der fc1-2 Mutante gestörte Embryonalentwicklung infolge des FC1 Mangels konnte durch Expression eines pFC1::FC1 Genkonstruktes komplementiert werden. Die Expression von FC2 unter dem FC1 Promoter (pFC1::FC2) konnte die fc1-2 Mutante unter Standard-Wachstumsbedingungen vollständig komplementieren, jedoch nicht unter Salzstress. Zusätzlich zu den Komplementationsversuchen der fc1 Mutanten wurde auch eine fc2 Null-Mutante zur Expression der beiden genomischen FC Sequenzen herangezogen, um die spezifischen Funktionen der FC2-Varianten zu untersuchen. Während die pFC1FC2 (fc2/fc2) Pflanzen unter Dauerlicht eine vollständige Komplementation zeigten, konnte unter Kurztagbedingungen nur eine partielle Komplementation beobachtet werden. Versuche geben erste wichtige Hinweise, dass auch FC2 an der Regulation der ALA-Synthese infolge ihrer Interaktion mit PORB beteiligt ist. Dies deutet darauf hin, dass der Häm- und der Chlorophyllzweig eine gemeinsame Regulation der ALA-Synthese teilen, um das Gleichgewicht der TBS zu wahren. Neben der Funktion der FC2 in der Regulation der TBS konnte die vorliegende Arbeit ebenfalls die Rolle der FC2 in der Assemblierung der PSII-LHCII Superkomplexe offenlegen. Basierend auf den Ergebnissen, dieser Studie können Modelle für die funktionale Verteilung der beiden FC-Isoformen in unterschiedlichen Geweben und Entwicklungsstadien, sowie die Funktionen in verschiedenen biologischen Prozessen postuliert werden. / In plants, heme and chlorophyll synthesis share the common synthetic steps from 5- aminolevulinic acid (ALA) formation to Protoporphyrin IX (Proto) production in the conserved Tetrapyrrole biosynthesis (TBS) pathway. Arabidopsis thaliana utilizes two ferrochelatses (FC) to catalyse the insertion of ferrous iron into Proto to yield heme. In this study, the fc1 and fc2 defective mutants have been re-analysed and used for complementation tests with expression of a native or modified FC1/FC2 sequence. The pFC1FC1 (fc1/fc1) complementation plants confirmed that the defective embryo maturation in homozygous fc1-2 seeds is attributed to a lack of FC1. Expression of FC2 under the FC1 promoter contributed to a full complementation of fc1-2 under standard growth conditions, but not under salt stress. A fc2 null mutant has been used to express the two FC genomic sequences to substantiate the specific functions of FC2. Expression of FC2 under its own promoter was able to rescue fc2-2 mutants under both SD and CL conditions. However, pFC2FC1 (fc2/fc2) plants showed a partial complementation under SD condition. Via multiple interaction assays and mutant analyses, this thesis uncovered a mechanism of FC2 action on ALA synthesis regulation via interaction of FC2 and PORB. The results indicate that both branches of heme and chlorophyll synthesis share a common regulation to balance the TBS pathway. Apart from a role of FC2 involved in the regulation of TBS pathway, the presented study also revealed FC2 function in the assembly of the PSII-LHCII supercomplexes. Based on all the results obtained in this study, the functional distribution models of the two FC in different tissues and development stages, as well as diverse biological processes, have been proposed. In addition, to which extent that FC1/FC2 could compensate the function of the other isoform has been discussed.

GONDIM, Franklin Aragão. Efeitos do peróxido de hidrogênio sobre a germinação e na aclimatação de plantas de milho à salinidade, Fortaleza - CE, 2008. 116 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-05-20T12:26:03Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_fagondim.pdf: 2614140 bytes, checksum: 6acc0bd93625516278dbfcd0d8714f5d (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-05-20T12:38:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_fagondim.pdf: 2614140 bytes, checksum: 6acc0bd93625516278dbfcd0d8714f5d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-20T12:38:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_fagondim.pdf: 2614140 bytes, checksum: 6acc0bd93625516278dbfcd0d8714f5d (MD5) Previous issue date: 2008 / The aim of this work was to evaluate the effects of the hydrogen peroxide (H2O2) on germination and acclimation of maize plants subject to the saline stress, in order to better understand the physiological and biochemical mechanisms involved. In the three experiments the triple hybrid of maize (Zea mays L) BRS 3003 was used. In the first experiment, the effects of H2O2 on germination of the maize seeds were evaluated; in the second, the effects of pre-treating by soaking maize seeds in H2O2 solution on the activities of antioxidative enzymes and isoenzymes; and as, the effects of the pre-treatment of maize seeds with H2O2 on acclimation of the plants to salinity and the possible mechanisms involved with this process. In the first experiment, which was carried out in a growth room, H2O2 accelerated the germination rate of maize seeds at 100 mM, but, not at 500 mM. In the second experiment, also carried out in growth room, it was observed that the pre-treatment of the seeds induced a pronounced increase in the activities of the enzymes ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT), after 30 h of soaking in H2O2. It was also observed that the activity of the Guaiacol peroxidase (GPX) was smaller in the seeds soaked in H2O2 for 12, 24, 30, 36 and 42 h, in relation to those soaked in distilled water (control). However, H2O2 treatment for 48 h showed no significant differences as compared with control. The superoxide dismutase (SOD) activity was not affected by the pre-treatment of the seeds, except for the 24 h treatment. In the seeds, it was detected only one isoform of CAT and six of SOD. The pre-treatment of the seeds did not cause great changes in those isoforms, except for the intensity of the band of activity of CAT visualized in the polyacrylamide gel, which was very superior to that of the control, when the seeds were soaked by 36 and 48 h with H2O2. The increases in the activities of APX and, especially, of CAT, could be associated with the acceleration of the germination process. In the third experiment, which was carried out initially at growth room and, later, at the glasshouse, maize seeds were pre-treated for 36 h by soaking in solution of H2O2 100 mM or in distilled water. Those seeds were germinated on filter paper moistened with nutrient solution in the presence or absence of NaCl 80 mM, in a growth room. After six days, the seedling were transferred to the glasshouse and cultivated in trays containing only nutrient solution (control treatment) or nutrient solution with NaCl at 80 mM. Plants were harvest with 6, 11 and 16 days old. The results showed the pre-treatment of the seeds with H2O2 induced acclimation of the plants to the salinity. It decreased the deleterious effects of salt stress on the growth (biomass production and leaf area) of maize. This fact was associated with a higher efficiency of the antioxidative system of plants pre-treated with H2O2. CAT was the most important among the H2O2 scavenging enzymes in leaves, but, its activity was strongly reduced by salinity in plants 6 and 11 days old, however, this effect was totally reverted in the stressed plants originated from seeds pre-treated with H2O2. On the other hand, in the roots of plants submitted to saline stress, the activity of SOD was stimulated by the pre-treatment of the seeds with H2O2, in the three periods of harvest. In general, salinity reduced the photosynthetic parameters (stomatal conductance, net CO2 assimilation rate, transpiration and intracellular CO2 concentration) and the H2O2 pre-treatment of seeds was not capable to revert that effect. In terms of osmotic adjustment, the contents of organic solutes were not positively correlated to the process of acclimation to salt stress of the plants pre-treated with H2O2 to the salinity. However, the smallest values of the Na+/K+ ratio in roots and in leaves were found for the pre-treated plants submitted to salinity, when compared to those originated from of seeds pre-treated with water (control) and submitted to that same treatment, and it may also be a responsible factor for the acclimation of the maize plants to the salinity. / Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do peróxido de hidrogênio (H2O2) sobre a germinação e a aclimatação de plantas de milho ao estresse salino, estudando os mecanismos fisiológicos e bioquímicos envolvidos. Nos experimentos, em número de três, foi utilizado o híbrido triplo de milho (Zea mays L), o BRS 3003. No primeiro experimento, foram avaliados os efeitos do H2O2 na germinação das sementes de milho; no segundo, foram avaliados os efeitos do pré-tratamento de embebição das sementes de milho com H2O2 nas atividades das enzimas e isoenzimas antioxidativas e, no terceiro, foram avaliados os efeitos do pré-tratamento de sementes de milho com H2O2 sobre a aclimatação das plantas de milho à salinidade e os mecanismos possivelmente envolvidos. No primeiro experimento, o qual foi realizado em sala da germinação, observou-se que o H2O2 na concentração de 100 mM acelerou o processo de germinação das sementes de milho, o mesmo não ocorrendo na concentração de 500 mM. No segundo experimento, o qual também foi realizado em sala de germinação, observou-se que o pré-tratamento das sementes induziu forte aumento nas atividades das enzimas peroxidase do ascorbato (APX) e catalase (CAT), desde o tempo de embebição de 30 h das sementes com H2O2. Já com relação à peroxidase do guaiacol (GPX), observou-se que a atividade dessa enzima foi menor nas sementes embebidas com H2O2 nos tempos de 12, 24, 30, 36 e 42 h, em relação àquelas embebidas em água destilada (controle), porém, nas pré-tratadas por um tempo de 48 h não foram observadas diferenças significativas entre os tratamentos. A dismutase do superóxido (SOD), por sua vez, não foi afetada pelo pré-tratamento das sementes, exceto no tratamento de embebição das sementes com H2O2 por 24 h. Nas sementes, foi detectada apenas uma isoenzima de CAT e seis de SOD. O pré-tratamento das sementes não provocou alterações nessas isoformas, exceto com relação à intensidade da banda de atividade da CAT visualizada no gel de poliacrilamida, que se mostrou muito superior àquela do controle, quando as sementes foram embebidas por 36 e 48 h com H2O2. É possível que os aumentos nas atividades da APX e, especialmente, da CAT, tenham sido responsáveis pela aceleração do processo de germinação. No terceiro experimento, o qual foi conduzido inicialmente em Sala de germinação e, em seguida, em casa de vegetação, foram utilizadas sementes de milho prétratadas por 36 h de embebição em solução de H2O2 a 100 mM ou em água destilada. Essas sementes foram postas para germinar em folhas de papel de filtro umedecidas com solução nutritiva em presença ou ausência de NaCl a 80 mM em sala de germinação. Decorridos seis dias, as plântulas foram transferidas para a casa de vegetação e cultivadas hidroponicamente em presença ou ausência de NaCl a 80 mM, sendo feitas coletas das plantas aos 6, 11 e 16 dias de idade. Como resultado, observou-se que o pré-tratamento das sementes com H2O2 induziu a aclimatação das plantas à salinidade, reduzindo parcialmente os efeitos deletérios da salinidade na produção de matéria e na área foliar. Esse resultado pode ser atribuído, pelo menos em parte, a uma maior eficiência do sistema antioxidativo das plantas oriundas de sementes pré-tratadas com H2O2. A CAT, que se mostrou a principal enzima eliminadora de H2O2, teve sua atividade nas folhas fortemente reduzida pela salinidade, nas plantas com seis dias de idade, sendo este efeito totalmente revertido nas plantas provenientes de sementes pré-tratadas com H2O2. Por outro lado, nas raízes das plantas submetidas ao estresse salino, a atividade da SOD foi estimulada pelo pré-tratamento das sementes com H2O2, nos três tempos de coleta. De modo geral, a salinidade reduziu os parâmetros fotossintéticos (condutância estomática, transpiração, fotossíntese e concentração interna de CO2) e o pré-tratamento das sementes não foi capaz de reverter esse efeito. Não foi possível estabelecer-se uma correlação precisa entre os teores de solutos orgânicos e o processo de aclimatação das plantas pré-tratadas com H2O2 à salinidade, em termos de ajustamento osmótico. No entanto, os menores valores da razão Na+/K+ nas raízes e, especialmente, nas folhas das plantas pré-tratadas e submetidas à salinidade, em relação àquelas oriundas de sementes pré-tratadas com água (controle) e submetidas a esse mesmo tratamento, aos 16 dias de idade, pode também ter sido um fator responsável, pelo menos em parte, pela aclimatação das plantas de milho à salinidade.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do prÃ-tratamento de pulverizaÃÃo foliar das plantas de milho com perÃxido de hidrogÃnio (H2O2) sobre a aclimataÃÃo ao estresse salino, estudando os mecanismos fisiolÃgicos e bioquÃmicos envolvidos. A presente tese foi dividida em trÃs experimentos independentes que resultaram na produÃÃo de trÃs capÃtulos, cada um correspondendo a um artigo cientÃfico. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetaÃÃo, sob condiÃÃes hidropÃnicas, utilizando o hÃbrido triplo de milho (Zea mays L), BRS 3003. Oito dias apÃs a semeadura, as plÃntulas foram pulverizadas com Ãgua destilada (controle) ou soluÃÃo aquosa de H2O2 na concentraÃÃo de 10 mM e, 48 h apÃs o inÃcio da pulverizaÃÃo, foram submetidas ao tratamento com NaCl a 80 mM. No primeiro trabalho, foram estudados os efeitos da aplicaÃÃo foliar de H2O2 no crescimento e nos teores de solutos orgÃnicos e inorgÃnicos de plantas de milho crescendo sob condiÃÃes salinas. Verificou-se que o prÃ-tratamento de pulverizaÃÃo das plantas de milho com H2O2 induziu aclimataÃÃo das plantas de milho ao estresse salino, revertendo parcialmente os efeitos deletÃrios da salinidade no crescimento. Este efeito foi atribuÃdo, pelo menos em parte, a um maior acÃmulo de proteÃnas solÃveis, carboidratos solÃveis e NO3-, bem como a um menor acÃmulo de Ãons tÃxicos (Na+ e Cl-) nas folhas. O segundo trabalho avaliou os efeitos da aplicaÃÃo foliar de H2O2 no crescimento, na atividade das enzimas antioxidativas, na peroxidaÃÃo dos lipÃdios (teores de malondialdeÃdo-MDA) e na expressÃo da enzima catalase (CAT) em plantas de milho sob condiÃÃes de estresse salino. Constatou-se que a salinidade reduziu o crescimento das plantas e que a aplicaÃÃo foliar de H2O2 minimizou este efeito. Observou-se tambÃm que as enzimas antioxidativas estudadas (catalase, peroxidase do guaiacol, perdoxidase do ascorbato e dismutase do superÃxido) tiveram suas atividades aumentadas pela aplicaÃÃo foliar de H2O2. A CAT se mostrou a principal enzima responsiva ao H2O2 e seu aumento de atividade parace estar relacionado à regulaÃÃo da expressÃo gÃnica. Sob condiÃÃes salinas, a menor peroxidaÃÃo de lipÃdios foi encontrada nas plantas que apresentaram maiores atividades da CAT. De modo geral, concluiu-se que a pulverizaÃÃo foliar das plantas de milho com H2O2 foi capaz de reduzir os efeitos deletÃrios da salinidade no crescimento das plantas e na peroxidaÃÃo dos lipÃdios. Essas respostas podem ser atribuÃdas, pelo menos em parte, à capacidade do H2O2 de induzir aumento na atividade e/ou expressÃo das enzimas antioxidativas, especialmente a CAT. O terceiro trabalho analisou os efeitos da aplicaÃÃo foliar de H2O2 na Ãrea foliar, nos teores relativos de clorofila, nos teores relativos de Ãgua, nas trocas gasosas e nos teores de H2O2, ascorbato e glutationa de plantas de milho crescendo sob condiÃÃes salinas. De modo geral, a salinidade reduziu a Ãrea foliar, os teores relativos de clorofila e os teores relativos de Ãgua e a pulverizaÃÃo foliar com H2O2 foi eficaz em minimizar esse efeito. A salinidade reduziu os parÃmetros fotossintÃticos (condutÃncia estomÃtica, transpiraÃÃo, fotossÃntese e concentraÃÃo interna de CO2) e o prÃ-tratamento de pulverizaÃÃo das plantas com H2O2 foi capaz de reverter parcialmente esse efeito. Os teores de H2O2 foram aumentados pela salinidade tanto nas folhas como nas raÃzes e a pulverizaÃÃo foliar com H2O2 mostrou-se eficiente em reduzir este efeito, sem, contudo, alterar o estado redox dos antioxidantes analisados (ascorbato e glutationa). / This study evaluated the effects of H2O2 leaf spraying pretreatment on the maize plant acclimation to salt stress, studying the physiological and biochemical mechanisms involved. The present thesis was divided into three independent experiments that resulted in three chapters, each one corresponding to a scientific article. The experiments were conducted under hydroponic conditions and maintained in greenhouse, the plant model used was triple hybrid of maize (Zea mays L.), BRS 3003. Eight days after sowing (DAS), the seedlings were sprayed with 10 mM H2O2 solution or distilled water (as a control). Forty-eight hours after the spraying beginning, the seedlings were subjected to treatment with NaCl at 80 mM. In the first study, we analyzed the effects of H2O2 leaf spraying pretreatment on the growth and on the levels of organic and inorganic solutes in maize plants under salt stress. It was observed that H2O2 leaf spraying pretreatment promoted plant acclimation to salt stress, reducing the deleterious effects of salinity on the maize growth. This effect can be attributed, at least partially, to a great production of proteins, and soluble carbohydrates and NO3- as well as lower levels of Cl- and Na+ in leaves. The second study evaluated the effects of H2O2 leaf spraying pretreatment on growth, antioxidative enzymes activity, lipid peroxidation (levels of malondialdehyde - MDA) and on the catalase expression (CAT) in maize plants under salt stress. It was observed that salinity reduced maize seedling growth when compared to control conditions, and H2O2 foliar spraying was effective in minimizing this effect. Analysis of the antioxidative enzymes (catalase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase and superoxide dismutase) revealed that H2O2 leaf spraying increased antioxidant enzyme activities. CAT was the most responsive of these enzymes to H2O2, with higher activity since the beginning of the treatment (48 h), while guaiacol peroxidase and ascorbate peroxidase were responsive only at later stages (240 h) of treatment. Increased CAT activity appears linked to gene expression regulation. Lower MDA levels were detected in plants with higher CAT activity, which may result from the protective function of this enzyme. Overall, we can conclude that pretreatment with H2O2 leaf spraying was able to reduce the deleterious salinity effects on seedling growth and lipid peroxidation. These responses could be attributed to the H2O2 ability to induce antioxidant defenses, especially CAT activity. The third study evaluated the effects of H2O2 leaf spraying pretreatment on leaf area, relative chlorophyll content, relative water content, gas exchange and on the H2O2, ascorbate and glutathione contents in salt-stressed maize plants. In general, the salinity reduced leaf area, relative chlorophyll content and relative water content of the maize plants in comparison to the plants that grew under control conditions, moreover H2O2 leaf spraying was effective in minimize this effect. The salt treatment reduced photosynthetic parameters and, the H2O2 leaf spray was able to partially reverse this effect. The H2O2 content was increased by salinity in both, leaves and roots, and H2O2 leaf spray was effective in reducing this negative effect. The H2O2 foliar application did not alter the redox state of the antioxidants studied (ascorbate and glutathione).

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Many studies have shown that inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi improved plant growth under salt stress. Considering that the salinity is a serious problem that directly affects the productivity of plants, the aim of this study was to evaluate the effects of inoculation of AMF in maize plants under salt stress in the presence or absence of phosphorus. The experiment was run in a greenhouse of the Department of Biochemist and Molecular Biology of the Federal University of the Cearà (Campus of the Pici, Fortaleza - CearÃ), with four replicates per treatment. The experimental design was completely randomized in factorial arrangement 2 (inoculated and not inoculated plants) x 3 (levels of salinity 0.5, 4.0 and 8.0 dS m-1) x 2 (presence or absence of phosphorus), total of 48 experimental units. During the experiment measurements were made of net photosynthesis, transpiration rate, stomatal conductance and SPAD index. At 40 days after sowing the plants, they were collected, and determined leaf area, shoot dry matter (after drying the material under glass), the relative water content, the osmotic potential, microbiological variables (dependency and mycorrhizal colonization), mineral levels (N, P, K+, Ca2+, Mg2+, Na+, and Cl-) and organic solutes (soluble carbohydrates, N-aminosolubles, proline and soluble protein). The mycorrhizal fungi did not provide an increase in the growth of corn plants, but elevated levels of salinity reduced leaf area and shoot dry matter of plants. Generally, the salinity reduced the photosynthesis, stomatal conductance and transpiration in all treatments. The relative water content was not influenced by any of the factors studied. The SPAD index and relative water content were not influenced by any of the factors studied. The osmotic potential was significantly reduced in treatments with 4.0 and 8.0 dS m-1 salinity compared with the level of 0.5 dS m-1. Mycorrhizal colonization decreased with increasing levels of saline. The levels of glomalin were not influenced by the presence of P and not by increasing levels of salinity. The mycorrhizal fungi did not cause increases in levels of inorganic solutes. The presence of P promoted maize cultivation in non-inoculated plants, increased levels of phosphorus in the leaves and stems, at all levels of salinity. Increased salinity levels decreased the levels of N and Mg2+, but promoted increased levels of Na+ and Cl- in corn plants. The water-soluble carbohydrate showed no significant differences for any of the factors. In general, the levels of N-aminosolubles and proline increased with increasing salinity. Since the levels of soluble proteins showed different responses according to the factors. These results suggest that the mycorrhizal fungi did not minimize the effects of salinity in maize plants (hybrid AG 1051), at least under the conditions employed here. / Muitos estudos tÃm demonstrado que a inoculaÃÃo de plantas com fungos micorrÃzicos arbusculares (FMA) melhora o crescimento das plantas sob estresse salino. Tendo em vista que a salinidade à um problema sÃrio e que afeta de forma direta a produtividade das plantas, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da inoculaÃÃo dos FMA em plantas de milho sob estresse salino, na presenÃa ou ausÃncia de fÃsforo. O experimento foi conduzido na casa de vegetaÃÃo do Departamento de BioquÃmica e Biologia Molecular da Universidade Federal do Cearà (Campus do Pici, Fortaleza - CearÃ), com quatro repetiÃÃes. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 2 (plantas inoculadas e nÃo inoculadas) x 3 (nÃveis de salinidade 0,5; 4,0 e 8,0 dS m-1) x 2 (presenÃa ou ausÃncia de fÃsforo), totalizando 48 unidades experimentais. Durante a conduÃÃo do experimento foram realizadas mediÃÃes da fotossÃntese lÃquida, da taxa de transpiraÃÃo, da condutÃncia estomÃtica e do Ãndice SPAD. Aos 40 dias apÃs a semeadura das plantas, as mesmas foram coletadas, sendo determinados a Ãrea foliar, a matÃria seca da parte aÃrea (apÃs secagem do material em estufa), o teor relativo de Ãgua, o potencial osmÃtico, as variÃveis microbiolÃgicas (dependÃncia e colonizaÃÃo micorrÃzica), os teores de alguns elementos minerais (N, P, K+, Ca2+, Mg2+, Na+ e Cl-) e solutos orgÃnicos (carboidratos solÃveis, N-aminossolÃveis, proteÃna solÃvel e prolina). A associaÃÃo micorrÃzica nÃo proporcionou incremento no crescimento das plantas de milho, porÃm os aumentos nos nÃveis de salinidade reduziram a Ãrea foliar e a matÃria seca da parte aÃrea das plantas. De maneira geral, a salinidade reduziu a fotossÃntese, a condutÃncia estomÃtica e a transpiraÃÃo em todos os tratamentos. O Ãndice SPAD e o teor relativo de Ãgua nÃo foram influenciados por nenhum dos fatores estudados. O potencial osmÃtico foi significativamente reduzido nos tratamentos com 4,0 e 8,0 dS m-1 de CE em comparaÃÃo com o nÃvel de 0,5 dS m-1. A colonizaÃÃo micorrÃzica decresceu com o incremento dos nÃveis salinos. Os teores de glomalina nÃo foram influenciados pela presenÃa de P e nem pelos nÃveis crescentes de salinidade. A associaÃÃo micorrÃzica nÃo acarretou incrementos nos teores de solutos inorgÃnicos. A presenÃa de P no cultivo do milho promoveu, nas plantas nÃo inoculadas, aumento nos teores de fÃsforo nas folhas e nos colmos, em todos os nÃveis de salinidade. O aumento dos nÃveis de salinidade reduziu os teores de N e Mg2+, porÃm promoveram o aumento nos teores de Na+ e Cl- nas plantas de milho. Os teores de carboidratos solÃveis nÃo apresentaram diferenÃas significativas para nenhum dos fatores analisados. De modo geral, os teores de N-aminossolÃveis e de prolina aumentaram com o incremento da salinidade. Jà os teores de proteÃnas solÃveis apresentaram respostas diferenciadas de acordo com os fatores analisados. Esses resultados sugerem que a associaÃÃo micorrÃzica nÃo minimizou os efeitos da salinidade nas plantas de milho (hÃbrido AG 1051), pelo menos nas condiÃÃes aqui empregadas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A caracterizaÃÃo, delimitaÃÃo e avaliaÃÃo das Ãreas afetadas por sais/sÃdio à de extrema relevÃncia para o PerÃmetro de IrrigaÃÃo de Morada Nova â Cearà podendo contribuir nas tomadas de decisÃes referentes à exploraÃÃo agrÃcola local. O sensoriamento remoto (SR) pode ser uma alternativa atraente para complementar o uso de mÃtodos tradicionais em funÃÃo de seu baixo custo, ampla cobertura espacial, frequÃncia temporal de aquisiÃÃo de imagens, visando possibilitar o mapeamento das Ãreas salinizadas. O presente trabalho teve como objetivo usar dados de SR no desenvolvimento de estratÃgias metodolÃgicas para identificar Ãreas com problemas de salinidade, visando avaliaÃÃes dos efeitos provocados no solo e na vegetaÃÃo. Inicialmente, foi usada espectroscopia de reflectÃncia de laboratÃrio para caracterizar e quantificar variaÃÃes na reflectÃncia e nas bandas de absorÃÃo espectrais em funÃÃo das alteraÃÃes da condutividade elÃtrica (CE) do solo, um indicador indireto de salinizaÃÃo. Amostras de Neossolos FlÃvicos (n =180) foram salinizadas com crescentes nÃveis de NaCl, MgCl2 e CaCl2. Metade das amostras foi tratada com gesso agrÃcola, um corretivo de salinizaÃÃo dos solos comumente utilizado na regiÃo. Espectros de reflectÃncia foram medidos ao nadir em ambiente controlado (laboratÃrio) usando o espectrÃmetro FieldSpec. As variaÃÃes de reflectÃncia e absorÃÃo foram avaliadas atravÃs da anÃlise por componentes principais (ACP) e da tÃcnica remoÃÃo do contÃnuo (RC), respectivamente, para solos tratados com gesso (TG) e nÃo tratados com gesso (NTG). Usando parte das amostras NTG (n = 62) e um conjunto de amostras independentes (n = 32), coletadas em vÃrios pontos dentro do perÃmetro irrigado, modelos preditivos foram desenvolvidos usando regressÃes lineares de bandas individuais do espectrÃmetro, Ãndice normalizado de salinidade (NDSI) e regressÃo por mÃnimos quadrados parciais (PLSR). Outra parte desse trabalho foi focada no uso de imagens multiespectrais (TM/Landsat-5 e OLI/Landsat-8) e hiperespectrais (Hyperion/EO-1). Usando o limiar 0,53 da imagem fraÃÃo solo obtida de um modelo de mistura espectral aplicado sobre os dados do sensor OLI (Setembro/2013) e informaÃÃes do comportamento temporal (1984-2011) do Ãndice de vegetaÃÃo por diferenÃa normalizada (NDVI) obtido do sensor TM, Ãreas de solo exposto foram avaliadas quanto à sua diferenciaÃÃo nas classes "salinizados" e "nÃo-salinizados". Na discriminaÃÃo desses alvos tambÃm foram usados Ãndices de salinidade e ACP obtidos de dados dos sensores OLI e Hyperion. Com dados desses dois sensores, tambÃm foi averiguada a capacidade de Ãndices multiespectrais e hiperespectrais de vegetaÃÃo em identificar e caracterizar o estresse salino em dossÃis de arroz. Foram usadas regressÃes lineares para descrever a relaÃÃo entre os Ãndices e a CE do solo. A espectroscopia de laboratÃrio revelou que as amostras NTG apresentaram uma diminuiÃÃo na reflectÃncia e brilho com a salinizaÃÃo usando CaCl2 e MgCl2 e um aumento usando NaCl. O gesso aumentou a reflectÃncia do solo e foi determinante para a apariÃÃo da banda de absorÃÃo em 1750 nm nos espectros das amostras TG. As bandas de absorÃÃo mais importantes verificadas nos espectros salinizados foram observadas em 1450, 1950 e 1750 nm. O modelo preditivo desenvolvido com NDSI (R2 = 0,84), a partir de bandas do espectrÃmetro posicionadas prÃximas a 1900 nm, apresentaram resultados superiores aos modelos de reflectÃncia de bandas individuais (R2 = 0,50). No entanto, foi o PLSR (R2 = 0,88) usando todas as bandas espectrais do espectrÃmetro que apresentou os melhores resultados da modelagem sugerindo que, quanto maior o nÃmero de informaÃÃes espectrais usadas, maior à a capacidade de previsÃo dosmodelos. Com os dados do OLI foram observadas boas correlaÃÃes do Salinity Index (SI) (r = +0,84) e da primeira componente principal (CP1) (r = +0,83) com a CE do solo. Uma forte correlaÃÃo (r = +0,77) tambÃm foi observada a partir da CP1 dos dados Hyperion. Em condiÃÃes de campo, os espectros de reflectÃncia e a ACP indicaram que Ãreas com maiores CE possuem maior brilho em relaÃÃo Ãs demais Ãreas nÃo-salinizadas e isso possibilita o uso de dados dos dois sensores para discriminar solos expostos salinizados de nÃo salinizados. Para dossÃis de arroz, a reflectÃncia no infravermelho prÃximo (NIR) e infravermelho mÃdio (SWIR) foi reduzida com o aumento da CE do solo. Jà na regiÃo do vermelho, o estresse salino provocou um aumento de reflectÃncia. Isso favoreceu aos bons resultados apresentados pelo NDVI (R2 = 0,68) e Enhanced Vegetation Index (EVI) (R2 = 0,70) obtidos do sensor OLI para caracterizar a resposta espectral do arroz sob diferentes CE do solo. Os Ãndices hiperespectrais mais promissores foram o Salinity and Water Stress Index (SWSI1) (R2=0,70) e Ãndice do Estresse Salino para Arroz (IESA) (R2=0,59), que sÃo combinaÃÃes de faixas espectrais relacionadas à clorofila e à absorÃÃo de Ãgua e/ou estresse hÃdrico. No geral, o estudo mostrou que o SR tem um bom potencial de aplicaÃÃo para detectar e caracterizar Ãreas salinizadas. O uso de imagens à bastante promissor, porÃm informaÃÃes obtidas com espectroscopia de laboratÃrio sÃo necessÃrias para subsidiar o entendimento das particularidades de caracterÃsticas espectrais dos alvos. / The characterization, delineation and assessment of areas affected by salt/sodium is extremely important for the Irrigation Perimeter of Morada Nova â Cearà and can contribute in decision-making processes on local farming. Remote sensing (RS) is an attractive alternative to traditional methods of soil salinization studies due to its low cost, spatial coverage and temporal frequency of image acquisition. It may provide a fast and non-destructive mapping of the salinized areas. This study aimed to use RS data in the development of methodological strategies to identify areas with salinity problems allowing a preliminary assessment of salt effects on soil and vegetation. Initially, we used laboratory spectroscopy to characterize and quantify variations in reflectance and spectral absorption bands as function of the changes in electrical conductivity (EC) of the soils. Neossolos samples (n = 180) were salinized in laboratory with increasing concentrations of NaCl, MgCl2 and CaCl2. Half of them were previously treated with gypsum. Reflectance spectra were measured at nadir viewing in a controlled laboratory environment using the FieldSpec spectrometer. Variations in reflectance and absorption bands attributes were evaluated by using principal component analysis (PCA) and the continuum removal (CR) technique, respectively, for soils treated with gypsum (TG) and non-treated with gypsum (NTG). Using soil samples of NTG (n = 62) and a set of independent samples (n = 32) collected from various sites within the irrigated perimeter, predictive models were developed using linear regressions of individual bands, the normalized salinity index (NDSI) and partial least squares regression (PLSR). Another part of this work was focused on the use of multispectral images (TM/Landsat-5 and OLI/Landsat-8) and hyperspectral (Hyperion/EO-1). Using the 0.53 threshold over the soil fraction image from the spectral mixture model applied to the OLI data (September, 2013) and information on the temporal behavior (1984-2011) of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) obtained from the TM sensor, exposed soils were evaluated for their differentiation in the saline and non-saline classes. For the discrimination of these classes and salinity levels, PCA was applied to OLI and Hyperion data. By using data from these two sensors, the ability of multispectral and hyperspectral vegetation indices to identify and evaluate salt stress in rice canopies was investigated. Linear regressions were used to describe the relationship between the indices and soil EC. Results from laboratory reflectance spectroscopy showed that NTG samples presented a decrease in reflectance and brightness after salinization with CaCl2 and MgCl2, and an increase of them after salinization with NaCl. Gypsum increased the soil reflectance and was crucial to the appearance of the absorption band at 1750 nm in the TG samples. The most important spectral features were observed in salinized spectra at 1450, 1950 and 1750 nm. The predictive model developed with NDSI (R2 = 0.836) from bands positioned close to 1900 nm showed the best results when individual bands were considered in the analysis (R2 = 0.50). However, PLSR (R2 = 0.883) using all the spectral bands showed the best model suggesting that the greatest number of bands produced the largest predictive power for the models. Using information from the OLI, statistically significant correlations of the Salinity Index (SI) (r = 0.84) and first principal component (PC1) (r = 0.83) with the soil EC were obtained. A significant correlation (r = 0.77) was also observed with the PC1 of Hyperion data. Under field conditions, the spectral profiles and PCA indicated that areas with higher EC had also greater brightness relative to the non-salinized areas, which enabled the use of data from the two sensors to discriminate the exposed salinized soils from the non-salinized ones. For rice, canopy reflectance in the near infrared (NIR) and shortwave infrared (SWIR) was reduced with increasing soil EC. In the red spectral region of chlorophyll absorption, the salt stress caused a slightly reflectance increase. This explained the good results presented by NDVI (R2 = 0.68) and Enhanced Vegetation Index (EVI) (R2 = 0.70) obtained from the OLI sensor to characterize the spectral response of rice under different soil ECs. The most promising hyperspectral indices were the Salinity and Water Stress Index (SWSI1) (R2 = 0.70) and Saline Stress Index for Rice (IESA) (R2 = 0.59), which are combinations of regions related to chlorophyll regions with absorption of water that vary with water stress. Overall, this study showed that the RS has a good potential to detect and characterize salinization areas. The use of images is very promising, but information obtained from laboratory spectroscopy provides the necessary understanding of the particularities of spectral characteristics of the saline soils.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A busca por estratÃgias de cultivo que possam contribuir para a aclimataÃÃo de plantas à salinidade à de fundamental importÃncia, pois, alÃm de possibilitar a identificaÃÃo de genes potenciais para guiar ensaios de modificaÃÃo genÃtica, permite selecionar cultivares com maior capacidade de crescer em solos com excesso de sais. A fim de testar a hipÃtese que a nutriÃÃo nitrogenada com NH4+ aumenta a tolerÃncia de plantas de Sorghum bicolor à salinidade, atravÃs da ativaÃÃo de mecanismos voltados ao controle da homeostase iÃnica, estabeleceram-se trÃs etapas experimentais. Na primeira delas, que objetivou definir a relaÃÃo entre as fontes de nitrogÃnio (N), NO3- e NH4+, que proporcionasse melhor crescimento das plantas sob salinidade, observou-se claramente que a nutriÃÃo somente com NH4+ (proporÃÃo NO3-/NH4+ de 0:100) foi mais vantajosa para o crescimento de S. bicolor sob salinidade que a nutriÃÃo apenas com NO3- ou com o regime misto desses dois Ãons, dado os maiores Ãndices de Ãrea foliar e massa seca da parte aÃrea. Verificou-se tambÃm que, sob estresse, as plantas nutridas somente com NH4+ acumularam menos Na+ nas folhas e nas raÃzes, influenciando positivamente a relaÃÃo K+/Na+, e apresentaram maiores teores de aminoÃcidos solÃveis, principalmente aqueles ricos em N (glutamina e asparagina), que contribuÃram para evitar a toxicidade do NH4+ e provavelmente para o ajustamento osmÃtico. AlÃm disso, enquanto plantas nutridas com proporÃÃes NO3-/NH4+ de 100:0, 75:25, 50:50 e 25:75 apresentaram taxas de assimilaÃÃo lÃquida de CO2 inalteradas ou reduzidas pela salinidade, plantas cultivadas somente com NH4+ (proporÃÃo 0:100) apresentaram incrementos nessa variÃvel, em reposta ao estresse. A segunda etapa teve como objetivo principal investigar se a tolerÃncia à salinidade mediada pelo NH4+ era resultante da regulaÃÃo efetiva dos processos relacionados à fotossÃntese. Nessa ocasiÃo, esse argumento foi refutado, pois a melhor eficiÃncia do fotossistema II sob estresse salino foi observada nas plantas cultivadas com a mesma proporÃÃo de NO3- e NH4+ (proporÃÃo 50:50). Nesse grupo de plantas, a reduÃÃo no quenching nÃo fotoquÃmico (NPQ) confirmou a maior eficiÃncia fotoquÃmica, dado o aumento na eficiÃncia quÃntica potencial (Fv/Fm) e efetiva (ΦPSII) do fotossistema II e a elevada taxa de transporte de elÃtrons (ETR). Esse fenÃmeno foi diretamente relacionado com os incrementos nos teores de clorofila b e de antocianinas. Por fim, na terceira etapa, objetivou-se elucidar os mecanismos envolvidos no controle do acÃmulo de Na+, sob salinidade, na cÃlula e na planta inteira, bem como identificar o papel da nutriÃÃo com NH4+ nesses processos. Em estudos com vesÃculas de membrana de raÃzes, verificou-se que plantas estressadas cultivadas somente com NH4+ apresentaram maior ativaÃÃo dos transportadores do tipo antiporte Na+/H+ (SOS1) de membrana plasmÃtica e, em menor proporÃÃo, do antiporte Na+/H+ (NHX) de tonoplasto, ao passo que o oposto foi observado nas plantas nutridas com NO3-. Esses dados sugerem que o cultivo somente com NO3- induziu o mecanismo de compartimentaÃÃo de Na+ no vacÃolo, como evidenciado pela anÃlise dos transcritos da famÃlia NHX, em que a expressÃo do gene SbNHX2 (principal isoforma expressa) nas raÃzes das plantas foi aumentada em quase todos os tempos analisados (24, 48, 120 e 240 horas apÃs exposiÃÃo ao NaCl). Mesmo assim, essa resposta nÃo foi suficiente para o controle do Na+, jà que a entrada contÃnua desse Ãon no xilema radicular afetou o influxo de K+ na seiva e limitou o acÃmulo de K+ nas folhas. Por outro lado, a nutriÃÃo somente com NH4+ ativou potencialmente mecanismos de controle do acÃmulo de Na+, uma vez que houve acionamento efetivo do efluxo de Na+ para o apoplasto via SOS1, que restringiu o carregamento desse Ãon no xilema e, consequentemente, limitou a acumulaÃÃo dele nos tecidos aÃreos. A formaÃÃo do gradiente de potencial eletroquÃmico, essencial para a atividade dos transportadores Na+/H+, foi modulada diferencialmente pela fonte de N. A atividade de bombeamento de prÃtons da H+-ATPase de membrana plasmÃtica (P-ATPase) foi estimulada em maior proporÃÃo pela presenÃa de NH4+, sem haver, contudo, aumento na atividade de hidrÃlise de ATP. Jà o aumento da translocaÃÃo de H+ pela P-ATPase em plantas estressadas cultivadas com NO3- foi diretamente relacionado ao incremento na hidrÃlise de ATP. Esses resultados sugerem que a disponibilidade de NH4+ aumentou a afinidade da P-ATPase por H+, pois houve melhor eficiÃncia de acoplamento H+/ATP, e isso tornou a enzima mais efetiva para transportar H+ com menos gasto de energia. AlÃm disso, esse aumento no bombeamento de prÃtons resultou em um maior potencial eletroquÃmico, e favoreceu diretamente a atividade do antiporte SOS1 de membrana plasmÃtica. Os nÃveis de transcritos dos genes SbPHA3 e SbPHA5 (principais isoformas expressas da famÃlia) foram aumentados nas plantas cultivadas somente com NO3-, nos tempos iniciais de exposiÃÃo ao estresse salino (12 e 24 h), enquanto que, nos cultivos somente com NH4+, essa resposta sà foi detectada apÃs 24 h. No vacÃolo, a principal bomba responsÃvel pela formaÃÃo do gradiente de H+ durante a exposiÃÃo ao estresse salino foi a H+-ATPase (V-ATPase), em comparaÃÃo à H+-PPiase. Nas plantas cultivadas somente com NO3-, observou-se uma melhor regulaÃÃo da V-ATPase, em associaÃÃo à atividade aumentada do antiporte NHX, enquanto que no cultivo com NH4+, a ativaÃÃo do transporte de H+ sob salinidade foi diretamente relacionada a incrementos na atividade de hidrÃlise de ATP da V-ATPase, bem como ao aumento da expressÃo dos transcritos do gene SbVHA2, ao longo de todo o perÃodo experimental. Essas observaÃÃes revelam que o NH4+, como fonte Ãnica de N, ativa mecanismos que envolvem uma regulaÃÃo coordenada, nas raÃzes, da atividade e da expressÃo gÃnica de bombas de H+ e transportadores Na+/H+ de membrana plasmÃtica e de tonoplasto, que culminam no controle do acÃmulo de Na+ na planta inteira e aumentam a tolerÃncia de S. bicolor ao estresse salino. / Over the last decades, several researchers have focused the development of cultivation strategies in order to improve the plantâs ability to withstand salinity. Understanding the plant salt tolerance is one of important trait to enhance productivity of crops in saline soils because it provides molecular basis for plant breeding, as well as allows identify plant species with a greater ability to grown in salinized areas. In order to test the hypothesis that nitrogen nutrition with NH4+ improves the salt tolerance in Sorghum bicolor plants, through the restrict control of ionic homeostasis, three experimental steps were established. In the first one, we investigated what would nitrogen regime, as NO3-:NH4+ ratio, contribute to the better growth of plants under salinity. Our data clearly showed that the nutrition with only NH4+ (NO3-/NH4+ at 0:100) was more advantageous for the growth of S. bicolor under salinity than the supply with solely NO3- or the mixed regimes, as evidenced by the higher leaf area and shoot dry mass. Under salinity, Na+ accumulation was severely limited in presence of NH4+ (0:100), which positively influenced on K+/Na+ homeostasis. In parallel, NH4+-fed plants displayed a substantial accumulation of N-rich amino acids (mainly glutamine and asparagine) in both tissues, which seems to be fundamental in alleviating the NH4+ toxicity. Furthermore, whereas plants treated with NO3-:NH4+ ratio of 100:0, 75:25, 50:50 and 25:75 ratios had their photosynthetic rates (A) unaltered or reduced by salinity, plants supplied with only NH4+ showed an increased CO2 assimilation in response to stress. During the second step, we evaluated if the better salt tolerance in NH4+ cultivated plants was due to an effective regulation of photosynthesis-related processes. This idea was rejected because of the most striking effects of nitrogen regime were observed in plants supplied with equal amounts of NO3-: NH4+ (50:50). Under salt stress, plants from 50:50 NO3-:NH4+ treatments displayed a lower non-photochemical quenching (NPQ) and an improved photosystem II maximum efficiency (Fv/Fm). Their superior performance was also indicated by a higher effective quantum yield of PSII (ΦPSII) and electron transport rate (ETR), as well as increased chlorophyll b and anthocyanins. Finally, at the third step, we supply S. bicolor plants with NO3- or NH4+ to investigate changes in pathways for control of Na+ accumulation, at cell and whole plant level, in response to 75 mM NaCl-stress. By using root membrane-enriched vesicles, it was found that a more pronounced plasma membrane Na+/H+ antiporter (SOS1) activity and low loading of Na+ in the xylem in the NH4+ treated plants, whereas a largest vacuolar Na+/H+ exchanger (NHX) activity was noticed by NO3- grown plants. These data suggest that the NO3- availability induced the compartmentalization of Na+ into the vacuole, as supported by the upregulation of SbNHX2 gene expression over time of NaCl exposure (12, 24, 48, 120 and 240 h). Nonetheless, it composed an inefficient pathway of Na+ control, since the incessant entrance of Na+ in the xylem sap impaired the K+ loading and limited the K+ accumulation in the shoot. On the other hand, the NH4+ supply potentially activated the mechanisms for control of Na+ accumulation, driving an effective efflux of Na+ out of the cell, via SOS1, restricting its loading in the xylem and thus limiting Na+ reach and accumulation in the aerial tissues. Surprisingly, we found that the generation of electrochemical potential gradient for Na+/H+ exchange activity is differentially modulated by the nitrogen source. The H+-pumping activity driven by plasma membrane H+-ATPase (P-ATPase) was greatly stimulated by the presence of NH4+ in growth medium, however, without an increase in ATP hydrolysis activity. Conversely, the improvement of P-ATPase-generated H+-pumping of NO3- fed stressed plants was directly related to the increase of ATP hydrolysis. These data show that the NH4+ availability enhances the H+/ATP coupling efficiency of P-ATPase, i. e. the enzyme displayed a high capacity of transport H+ across plasma membrane with low ATP consumption. Moreover, the bigger H+ translocation resulted in a greater electrochemical potential which in turn favored the SOS1 activity. The expression of SbPHA3 and SbPHA5 genes was upregulated in NO3- grown stressed plants at the beginning of salt exposure (12 and 24 h), whereas it was enhanced in NH4+ supplied stressed plants only after 24 h. At vacuole level, the H+-ATPase (V-ATPase) was the main proton pump responsive to salinity, as compared do H+-Pyrophosphatase (PPase). A better regulation between V-ATPase and NHX antiporter activities was noticed by plants from NO3- treatments. Under NH4+ supply, the increase of H+ pumping was directly associated to the improvement of ATP hydrolysis by V-ATPase, coupled to upregulation of SbVHA2 gene expression over time of salinity exposure. Taken together, our data reveal that the NH4+, as the only nitrogen source, activates an intricate regulation of Na+ control pathways, involving the existence of a robust regulation and systematic mechanism firstly on root cell and subsequently on whole plant in sorghum upon salinity. In conclusion, the NH4+ stimulated salt tolerance is resulted from a more active SOS1 protein and high efficiency of P- and V-ATPase in the roots, which help to efficient Na+ exclusion and counteract net Na+ accumulation in the cytosol, thus preventing the loading of Na+ in the xylem sap and its reach in the photosynthetic tissues.

AssociaÃÃo TÃcnico-CientÃfica Eng. Paulo de Frontin / nÃo hà / Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do perÃxido de hidrogÃnio (H2O2) sobre a germinaÃÃo e a aclimataÃÃo de plantas de milho ao estresse salino, estudando os mecanismos fisiolÃgicos e bioquÃmicos envolvidos. Nos experimentos, em nÃmero de trÃs, foi utilizado o hÃbrido triplo de milho (Zea mays L), o BRS 3003. No primeiro experimento, foram avaliados os efeitos do H2O2 na germinaÃÃo das sementes de milho; no segundo, foram avaliados os efeitos do prÃ-tratamento de embebiÃÃo das sementes de milho com H2O2 nas atividades das enzimas e isoenzimas antioxidativas e, no terceiro, foram avaliados os efeitos do prÃ-tratamento de sementes de milho com H2O2 sobre a aclimataÃÃo das plantas de milho à salinidade e os mecanismos possivelmente envolvidos. No primeiro experimento, o qual foi realizado em sala da germinaÃÃo, observou-se que o H2O2 na concentraÃÃo de 100 mM acelerou o processo de germinaÃÃo das sementes de milho, o mesmo nÃo ocorrendo na concentraÃÃo de 500 mM. No segundo experimento, o qual tambÃm foi realizado em sala de germinaÃÃo, observou-se que o prÃ-tratamento das sementes induziu forte aumento nas atividades das enzimas peroxidase do ascorbato (APX) e catalase (CAT), desde o tempo de embebiÃÃo de 30 h das sementes com H2O2. Jà com relaÃÃo à peroxidase do guaiacol (GPX), observou-se que a atividade dessa enzima foi menor nas sementes embebidas com H2O2 nos tempos de 12, 24, 30, 36 e 42 h, em relaÃÃo Ãquelas embebidas em Ãgua destilada (controle), porÃm, nas prÃ-tratadas por um tempo de 48 h nÃo foram observadas diferenÃas significativas entre os tratamentos. A dismutase do superÃxido (SOD), por sua vez, nÃo foi afetada pelo prÃ-tratamento das sementes, exceto no tratamento de embebiÃÃo das sementes com H2O2 por 24 h. Nas sementes, foi detectada apenas uma isoenzima de CAT e seis de SOD. O prÃ-tratamento das sementes nÃo provocou alteraÃÃes nessas isoformas, exceto com relaÃÃo à intensidade da banda de atividade da CAT visualizada no gel de poliacrilamida, que se mostrou muito superior Ãquela do controle, quando as sementes foram embebidas por 36 e 48 h com H2O2. à possÃvel que os aumentos nas atividades da APX e, especialmente, da CAT, tenham sido responsÃveis pela aceleraÃÃo do processo de germinaÃÃo. No terceiro experimento, o qual foi conduzido inicialmente em Sala de germinaÃÃo e, em seguida, em casa de vegetaÃÃo, foram utilizadas sementes de milho prÃtratadas por 36 h de embebiÃÃo em soluÃÃo de H2O2 a 100 mM ou em Ãgua destilada. Essas sementes foram postas para germinar em folhas de papel de filtro umedecidas com soluÃÃo nutritiva em presenÃa ou ausÃncia de NaCl a 80 mM em sala de germinaÃÃo. Decorridos seis dias, as plÃntulas foram transferidas para a casa de vegetaÃÃo e cultivadas hidroponicamente em presenÃa ou ausÃncia de NaCl a 80 mM, sendo feitas coletas das plantas aos 6, 11 e 16 dias de idade. Como resultado, observou-se que o prÃ-tratamento das sementes com H2O2 induziu a aclimataÃÃo das plantas à salinidade, reduzindo parcialmente os efeitos deletÃrios da salinidade na produÃÃo de matÃria e na Ãrea foliar. Esse resultado pode ser atribuÃdo, pelo menos em parte, a uma maior eficiÃncia do sistema antioxidativo das plantas oriundas de sementes prÃ-tratadas com H2O2. A CAT, que se mostrou a principal enzima eliminadora de H2O2, teve sua atividade nas folhas fortemente reduzida pela salinidade, nas plantas com seis dias de idade, sendo este efeito totalmente revertido nas plantas provenientes de sementes prÃ-tratadas com H2O2. Por outro lado, nas raÃzes das plantas submetidas ao estresse salino, a atividade da SOD foi estimulada pelo prÃ-tratamento das sementes com H2O2, nos trÃs tempos de coleta. De modo geral, a salinidade reduziu os parÃmetros fotossintÃticos (condutÃncia estomÃtica, transpiraÃÃo, fotossÃntese e concentraÃÃo interna de CO2) e o prÃ-tratamento das sementes nÃo foi capaz de reverter esse efeito. NÃo foi possÃvel estabelecer-se uma correlaÃÃo precisa entre os teores de solutos orgÃnicos e o processo de aclimataÃÃo das plantas prÃ-tratadas com H2O2 à salinidade, em termos de ajustamento osmÃtico. No entanto, os menores valores da razÃo Na+/K+ nas raÃzes e, especialmente, nas folhas das plantas prÃ-tratadas e submetidas à salinidade, em relaÃÃo Ãquelas oriundas de sementes prÃ-tratadas com Ãgua (controle) e submetidas a esse mesmo tratamento, aos 16 dias de idade, pode tambÃm ter sido um fator responsÃvel, pelo menos em parte, pela aclimataÃÃo das plantas de milho à salinidade. / The aim of this work was to evaluate the effects of the hydrogen peroxide (H2O2) on germination and acclimation of maize plants subject to the saline stress, in order to better understand the physiological and biochemical mechanisms involved. In the three experiments the triple hybrid of maize (Zea mays L) BRS 3003 was used. In the first experiment, the effects of H2O2 on germination of the maize seeds were evaluated; in the second, the effects of pre-treating by soaking maize seeds in H2O2 solution on the activities of antioxidative enzymes and isoenzymes; and as, the effects of the pre-treatment of maize seeds with H2O2 on acclimation of the plants to salinity and the possible mechanisms involved with this process. In the first experiment, which was carried out in a growth room, H2O2 accelerated the germination rate of maize seeds at 100 mM, but, not at 500 mM. In the second experiment, also carried out in growth room, it was observed that the pre-treatment of the seeds induced a pronounced increase in the activities of the enzymes ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT), after 30 h of soaking in H2O2. It was also observed that the activity of the Guaiacol peroxidase (GPX) was smaller in the seeds soaked in H2O2 for 12, 24, 30, 36 and 42 h, in relation to those soaked in distilled water (control). However, H2O2 treatment for 48 h showed no significant differences as compared with control. The superoxide dismutase (SOD) activity was not affected by the pre-treatment of the seeds, except for the 24 h treatment. In the seeds, it was detected only one isoform of CAT and six of SOD. The pre-treatment of the seeds did not cause great changes in those isoforms, except for the intensity of the band of activity of CAT visualized in the polyacrylamide gel, which was very superior to that of the control, when the seeds were soaked by 36 and 48 h with H2O2. The increases in the activities of APX and, especially, of CAT, could be associated with the acceleration of the germination process. In the third experiment, which was carried out initially at growth room and, later, at the glasshouse, maize seeds were pre-treated for 36 h by soaking in solution of H2O2 100 mM or in distilled water. Those seeds were germinated on filter paper moistened with nutrient solution in the presence or absence of NaCl 80 mM, in a growth room. After six days, the seedling were transferred to the glasshouse and cultivated in trays containing only nutrient solution (control treatment) or nutrient solution with NaCl at 80 mM. Plants were harvest with 6, 11 and 16 days old. The results showed the pre-treatment of the seeds with H2O2 induced acclimation of the plants to the salinity. It decreased the deleterious effects of salt stress on the growth (biomass production and leaf area) of maize. This fact was associated with a higher efficiency of the antioxidative system of plants pre-treated with H2O2. CAT was the most important among the H2O2 scavenging enzymes in leaves, but, its activity was strongly reduced by salinity in plants 6 and 11 days old, however, this effect was totally reverted in the stressed plants originated from seeds pre-treated with H2O2. On the other hand, in the roots of plants submitted to saline stress, the activity of SOD was stimulated by the pre-treatment of the seeds with H2O2, in the three periods of harvest. In general, salinity reduced the photosynthetic parameters (stomatal conductance, net CO2 assimilation rate, transpiration and intracellular CO2 concentration) and the H2O2 pre-treatment of seeds was not capable to revert that effect. In terms of osmotic adjustment, the contents of organic solutes were not positively correlated to the process of acclimation to salt stress of the plants pre-treated with H2O2 to the salinity. However, the smallest values of the Na+/K+ ratio in roots and in leaves were found for the pre-treated plants submitted to salinity, when compared to those originated from of seeds pre-treated with water (control) and submitted to that same treatment, and it may also be a responsible factor for the acclimation of the maize plants to the salinity.

Harmful algal blooms (HABs) are found worldwide, particularly in places where warm, well-lit, and stagnant waters are common. HABs can have negative effects on aquatic plants and wildlife due to the reduction in light availability associated with turbidity, decrease in O2 availability, and the production of secondary metabolites that can harm or even prove lethal. Aquatic ecosystems are regularly being affected by elevated salinity because of recent water management strategies, episodes of drought, and salt water intrusion. This research focused on how salinity levels ranging from 0-10ppt affected physiological attributes such as cellular growth and abundance, cell mortality, toxin release, and oxidative stress in the toxigenic cyanobacterium, Microcystis aeruginosa. It was determined that salinity treatments of 7ppt and above caused a decrease in both cellular growth and abundance, as well as an increase in toxin release due to cell mortality. M. aeruginosa was able to survive in salinities up to 7ppt. A pattern of caspase activity in response to elevated salinity was shown, but whether cellular mortality was due solely to programmed cell death (PCD) was not definitive. A strong antioxidant response, measured through catalase activity, was noted when salinity was enhanced to 7ppt. Above this value, the damaging effects of salinity caused elevated levels of reactive oxygen species (ROS) production and cell death. It was determined that the maximum amount of hydrogen peroxide that M. aeruginosa could withstand without significant impact to growth and abundance was below 250µM. Salinities of 7ppt and above had a negative impact on the physiology of M. aeruginosa, leading to cell death and an increase in microcystin release into the environment. These two factors can lead to fish kills, poor drinking water, and other recreational and commercial problems for an aquatic ecosystem. By determining the precise salinity that HAB cellular mortality is imminent, predictive models can be employed to predict the impacts of salt intrusion and groundwater management.