[EN] Abstract Introduction Salinity and drought are the most important environmental stress conditions reducing crop yields worldwide and limiting the distribution of wild plants in nature. Soil salinity, especially secondary salinity caused by anthropogenic practices, such as prolonged irrigation, lead to substantial agricultural yield losses, especially in arid and semiarid regions. Drought, caused by reduced water content in the soil, occurs due to disorders in nature's water cycle, chiefly when evapotranspiration exceeds precipitation in a certain area, to the point where soil water reserves can no longer support plant growth. Drought and salt stress trigger the activation of a series of basic stress mechanisms that includes among others, the control of ion transport, exclusion and compartmentalization, as well as the accumulation of compatible solutes ('osmolytes'), and the activation of antioxidant systems. These mechanisms are conserved in all plants, stress tolerant and sensitive alike, and don't necessarily confer tolerance. To decipher those mechanisms and have a better understanding on the contribution of different stress responses to the stress tolerance of a given species, we have carried out comparative studies on the responses to drought and salinity in a number of genetically related taxa with different tolerance potentials. Methodology The experimental approach was mostly based on i) establishing the relative tolerance to water and salt stress in the studied species from their distribution in nature (in the case of wild species) and through the relative inhibition of growth in the presence of stress, and ii) correlating changes in the levels of biochemical 'stress markers' associated to specific response pathways (ion transport, osmolyte accumulation¿) upon stress treatments, with the already established relative tolerance to stress. This strategy proved to be appropriate to distinguish mere general responses to stress from those mechanisms relevant for stress tolerance of the investigated species and cultivars. The work also sheds light on other aspects affected by salt stress, specifically regarding germination and reproductive success or anatomical changes in salt-stressed plants. The expression patterns of the gene NHX1, encoding a vacuolar Na+/H+ antiporter were also studied in the Plantago taxa, as a first step in the full characterisation of this ion transporter, that appears to play an important role in the mechanisms of salt tolerance in this genus. Conclusion The results obtained in this work contribute to a better understanding of general stress tolerance mechanisms in plants, and provides clear insights into the mechanisms conferring tolerance, specifically, to drought and salt stress in some wild species and crops. This work also shed more light on the highly efficient responses to stress in halophytes, plants that could be viewed as nature's answer to the aforementioned adverse environmental conditions via evolution and adaptation. Halophytes can therefore be considered as a suitable source - underutilized at present, in our opinion - of knowledge, genetic resources and biotechnological tools for the needed improvement of stress tolerance in crops. / [ES] Resumen Introducción La salinidad y la sequía son las condiciones de estrés ambiental más importantes, que reducen los rendimientos de los cultivos en todo el mundo y que limitan la distribución de las plantas silvestres en la naturaleza. La salinidad del suelo, especialmente la salinización secundaria causada por prácticas antropogénicas, como la irrigación prolongada, conducen a pérdidas importantes de rendimiento agrícola, especialmente en las regiones áridas y semiáridas. La sequía, provocada por la reducción de contenido de agua en el suelo, se produce debido a alteraciones en el ciclo del agua en la naturaleza, principalmente cuando la evapotranspiración excede la precipitación en un área determinada, hasta el punto que las reservas de agua del suelo ya no pueden soportar el crecimiento de la planta. La sequía y el estrés salino desencadenan la activación de una serie de mecanismos básicos de respuesta, que incluyen entre otros el control del transporte, la exclusión y la compartimentación de iones, así como la acumulación de solutos compatibles ('osmolitos'), y la activación de sistemas antioxidantes. Estos mecanismos están conservados en todas las plantas, tolerantes y sensibles a estrés por igual, y no confieren necesariamente tolerancia. Para descifrar estos mecanismos y conseguir una mejor comprensión de la contribución de diferentes respuestas a estrés a la tolerancia al estrés en una especie dada, hemos llevado a cabo estudios comparativos sobre las respuestas a la sequía y la salinidad, en un número de taxones relacionados genéticamente con diferentes potenciales de tolerancia. Metodología El enfoque experimental se basó principalmente en i) establecer la tolerancia relativa al estrés hídrico y al estrés salino en las especies estudiadas, a partir de su distribución en la naturaleza (en el caso de especies silvestres) y atendiendo a la inhibición relativa de su crecimiento en presencia de estrés, y ii) correlacionar cambios en los niveles de 'marcadores bioquímicos de estrés' asociados a vías específicas de respuesta (transporte de iones, acumulación de osmolitos ...) inducidos por los tratamientos de estrés, con la tolerancia relativa a estrés de las plantas, previamente establecido. Esta estrategia ha resultado ser apropiada para distinguir meras respuestas generales a estrés de los mecanismos relevantes para la tolerancia a estrés de las especies y cultivares investigados. El trabajo también arroja luz sobre otros aspectos afectados por el estrés salino, específicamente en relación con la germinación y el éxito reproductivo, o cambios anatómicos en las plantas tratadas con sal. También se estudiaron los patrones de expresión del gen NHX1, que codifica un antiportador vacuolar Na+/H+, en las especies de Plantago, como un primer paso en la caracterización completa de este transportador de iones, que parece desempeñar un papel importante en los mecanismos de tolerancia a sal en este género. Conclusión Los resultados obtenidos en este trabajo contribuyen a una mejor comprensión de los mecanismos generales de tolerancia al estrés en plantas, y proporcionan ideas claras sobre los mecanismos que confieren tolerancia, en concreto, a la sequía y al estrés salino, en algunas especies silvestres y cultivadas. Este trabajo también arroja más luz sobre las respuestas a estrés altamente eficientes en halófitas, plantas que podrían ser vistas como la respuesta de la naturaleza a las condiciones ambientales adversas antes mencionadas, a través de la evolución y la adaptación. Por lo tanto, las halófitas pueden ser consideradas como una fuente adecuada - infrautilizada en la actualidad, en nuestra opinión - de conocimiento, recursos genéticos y herramientas biotecnológicas para la necesaria mejora de la tolerancia al estrés en plantas cultivadas. / [CA] Resum Introducció La salinitat i la sequera són les condicions d'estrès ambiental més importants, que redueixen els rendiments dels cultius a tot el món i que limiten la distribució de les plantes silvestres en la naturalesa. La salinitat del sòl, especialment la salinització secundària causada per pràctiques antropogèniques, com la irrigació perllongada, condueixen a pèrdues importants de rendiment agrícola, especialment en les regions àrides i semiàrides. La sequera, provocada per la reducció de contingut d'aigua en el sòl, es produeix a causa d'alteracions en el cicle de l'aigua en la naturalesa, principalment quan la evapotranspiració excedeix la precipitació en un àrea determinada, fins al punt que les reserves d'aigua del sòl ja no poden suportar el creixement de la planta. La sequera i l'estrès salí desencadenen l'activació d'una sèrie de mecanismes bàsics de resposta, que inclouen entre uns altres el control del transport, l'exclusió i la compartimentació d'ions, així com l'acumulació de soluts compatibles ('osmolits'), i l'activació de sistemes antioxidants. Aquests mecanismes estan conservats en totes les plantes, tolerants i sensibles a estrès per igual, i no confereixen necessàriament tolerància. Per a desxifrar aquests mecanismes i aconseguir una millor comprensió de la contribució de diferents respostes a estrès a la tolerància a l'estrès en una espècie donada, hem dut a terme estudis comparatius sobre les respostes a la sequera i la salinitat, en un nombre de taxons relacionats genèticament amb diferents potencials de tolerància. Metodologia L'enfocament experimental es va basar principalment en i) establir la tolerància relativa a l'estrès hídric i a l'estrès salí en les espècies estudiades, a partir de la seua distribució en la naturalesa (en el cas d'espècies silvestres) i atenent a la inhibició relativa de el seu creixement en presència d'estrès, i ii) correlacionar canvis en els nivells de 'marcadors bioquímics d'estrès' associats a vies específiques de resposta (transport d'ions, acumulació d'osmolits ...) induïts pels tractaments d'estrès, amb la tolerància relativa a estrès de les plantes, prèviament establert. Aquesta estratègia ha resultat ser apropiada per a distingir meres respostes generals a estrès dels mecanismes rellevants per a la tolerància a estrès de les espècies i conreus investigats. El treball també llança llum sobre altres aspectes afectats per l'estrès salí, específicament en relació amb la germinació i l'èxit reproductiu, o canvis anatòmics en les plantes tractades amb sal. També es van estudiar els patrons d'expressió del gen NHX1, que codifica un anti-portador vacuolar Na+/H+, en les espècies de Plantago, com un primer pas en la caracterització completa d'aquest transportador d'ions, que sembla exercir un paper important en els mecanismes de tolerància a sal en aquest gènere. Conclusió Els resultats obtinguts en aquest treball contribueixen a una millor comprensió dels mecanismes generals de tolerància a l'estrès en plantes, i proporcionen idees clares sobre els mecanismes que confereixen tolerància, en concret, a la sequera i a l'estrès salí, en algunes espècies silvestres i conreades. Aquest treball també llança més llum sobre les respostes a estrès altament eficients en halòfites, plantes que podrien ser vistes com la resposta de la naturalesa a les condicions ambientals adverses abans esmentades, a través de l'evolució i l'adaptació. Per tant, les halòfites poden ser considerades com una font adequada - infrautilitzada en l'actualitat, en la nostra opinió - de coneixement, recursos genètics i eines biotecnològiques per a la necessària millora de la tolerància a l'estrès en plantes conreades. / Al Hassan, M. (2016). Comparative analyses of plant responses to drought and salt stress in related taxa: A useful approach to study stress tolerance mechanisms [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61985 / TESIS

Growth performance of Bur oak (Q. macrocarpa Michx.) and Red oak (Q. rubra L.) under salinity conditions was assessed by growing seedlings in the presence of increasing levels of NaCl. Salinity reduced root growth in both species, although its repressive effect was more pronounced in Red oak. Exposure to 75 mM NaCl for three weeks almost arrested root growth in Red oak, while it reduced it only by 40 % in Bur oak. Red oak roots showed extensive necrosis and limited branching. Salinity also induced leaf injury, which at a NaCl level of 25 mM was less severe in Bur oak possibly due the higher expression of dehydroascorbate reductase (DHAR) and ascorbate peroxidase (APX), enzymes participating in the detoxification of reactive oxygen species (ROS). Salinity also altered nutrient uptake and accumulation in root and leaf tissue. Compared to Red oak, the relative calcium level in Bur oak roots exposed to increased salinity remained elevated, while an opposite trend was observed in leaf tissue. This was in contrast to nitrogen and potassium, the relative level of which was higher in Red oak leaves grown in the presence of NaCl. The better performance of Bur oak root tissue under salinity conditions was ascribed to structural modifications of the root system with maturation of casparian bands and suberinization occurring closer to the root tip. These structures are known to act as barriers enhancing ion selectivity. Collectively this study demonstrates that relative to Red oak, Bur oak is more tolerant to NaCl induced salinity conditions. / February 2017

Parmi les contraintes abiotiques la salinité est considérée comme un problème majeur, qui affecte le fonctionnement des plantes, en particulier leur croissance et leur rendement. Afin d’étudier le contrôle génétique de la tolérance à la salinité chez Medicago truncatula, plante modèle de la famille des légumineuses, deux expérimentations ont été réalisées. La première expérimentation visait à étudier l’effet de la contrainte saline sur différents paramètres morpho-physiologiques pour un panel de génotypes de M. truncatula afin de déterminer les traits de phénotypage pour la tolérance à la salinité. Les génotypes A17, TN1.11, DZA315.16, A20, TN1.12 et F83005.5 ont été sélectionnés parmi des lignées originaires de différents pays méditerranéens, qui ont été déjà séquencées (http://www1.montpellierinra.fr/BRC-MTR/mauguio/mauguio.php). Les génotypes ont été étudiés sous 6 traitements salins (0, 30, 60, 90,120 et 150 mM NaCl) dans un essai factoriel sous forme de blocs complets aléatoires en trois répétitions. L’analyse de la variance montre des différences significatives entre les niveaux de salinité et une interaction entre les génotypes et les traitements salins concernant la plupart des caractères étudiés. Le génotype « DZA315.16 » présente les valeurs les plus importantes concernant les effets principaux pour les caractères morphologiques alors que « TN1.11 » présente les valeurs les plus faibles. La projection verticale de la surface foliaire de la plante (Leaf Area=LA), significativement corrélée à la biomasse des plantes, apparaît comme un trait d’intérêt pour le phénotypage de la tolérance à la salinité. La concentration saline la mieux adaptée pour démontrer les différences parmi les lignes étudiées se situe entre 90 et 120 mM NaCl. Le génotype « TN1.11 » contrairement à « DZA315.16 » et à « Jemalong-A17 » présente un maintien de la surface foliaire de la plante en réponse à la salinité. Pour la deuxième expérimentation, une population de cent lignées recombinantes (Recombinant Inbred Lines=RILs) produite par le croisement entre « TN1.11 » et « Jemalong-A17 » a été retenue pour l’analyse du contrôle génétique de la tolérance à la salinité. Les RILs ont été développés par la méthode de descendant mono graines (Single Seed descent= SSD) jusqu’ à la génération F6 à l’INP-ENSAT, France. Le plan d’experimentation est « Spli plots » , sous forme de blocs randomisés avec trois répétitions et deux conditions : traitement salin (100 mM NaCl) et témoin (eau). L’expérience a été menée pour déterminer la variabilité génétique et pour identifier les QTLs contrôlant les caractères morphologiques et physiologiques chez la population des lignées recombinantes (RILs). L’analyse de la variance a montré une large variation génétique et une ségrégation transgressive pour les caractères étudiés. La différence entre la moyenne des RILs et la moyenne de leurs parents n’est pas significative concernant tous les caractères étudiés dans les deux conditions, ce qui montre que les RILs utilisées dans notre expérimentation sont représentatives de toutes les lignées recombinantes possibles du croisement « TN1.11 x Jemalong-A17 ». 21 QTLs ont été détectés dans la condition témoin et 19 QTLs ont été identifiés sous contrainte saline (100 mM NaCl). Le pourcentage de la variance phénotypique expliqué par les QTLs varie entre 4.60% et 23.01%. Certains de ces QTLs sont spécifiques à la condition saline, ce qui démontre l’existence du contrôle génétique de la tolérance à la salinité chez M. truncatula ; tandis que les autres ne sont pas spécifiques et contrôlent un même caractère dans les deux conditions. Des QTLs superposés concernant différents caractères ont été aussi observés. Les résultats fournissent des informations importantes en vue de futures analyses fonctionnelles de la tolérance à la salinité chez M.truncatula et pour d’autres espèces voisines. / Among abiotic stresses salinity is considered as a serious problem affecting plant functions especially growth and yield. In order to study the genetic control of salt stress in the model legume Medicago truncatula, two experiments were performed. The first experiment was conducted to study the effect of salt stress on some morpho-physiological parameters in M. truncatula genotypes and to determine the eventual use of some traits as tolerance criteria. Genotypes including A17, TN1.11, DZA315.16, A20, TN1.12 and F83005.5 are selected through a sequenced lines collection (http://www1.montpellierinra.fr/BRC-MTR/mauguio/mauguio.php) which are originated from different Mediterranean countries. Genotypes were studied under 6 salinity treatments (0, 30, 60, 90,120 and 150 mM NaCl) in a factorial design based on randomized complete blocks with three replications. Analysis of variance show significant differences among genotypes, salinity levels and interaction between genotypes and salt treatments for most of studied traits. “DZA315.16” genotype presents the highest main effect values for morphological traits whereas”TN1.11” has low values. Vertically projected leaf area (LA); show the highest variability through all studied salt concentrations. The best concentration to find differences between parental lines is 90 to 120 mM Nacl. A segregating population of recombinant inbred lines (100 RILs) of M.truncatula derived from a cross between TN1.11 and Jemalong-A17 was used for the second experiment. RILs were developed by single-seed descent until F6 generation at the INP-ENSAT, France. The experiment was undertaken to determine the genetic variability and to identify QTLs controlling several traits related to plant growth and physiology, in the population of recombinant inbred lines (RILs). Analyses of variance showed a large genetic variation and transgressive segregation for the traits studied. The difference between the mean of RILs and the mean of their parents was not significant for all of the traits in both conditions, showing that the RILs used in our experiment are representative of the possible recombinant lines from the cross TN1.11 x A17. A total of 21 QTLs were detected under control and 19 QTLs were identified under 100mM salt stress conditions. The percentage of total phenotypic variance explained by the QTLs ranged from 4.60% to 23.01%. Some of the QTLs were specific for one condition, demonstrating that the genetic control of a traits differed under control and salt stress conditions. Some others are non-specific and control a trait in both conditions. Overlapping QTLs for different traits were also observed. The results provide important information for further functional analysis of salt tolerance in M. truncatula

Os manguezais estão localizados na interface entre o continente e o oceano em regiões intertropicais, possuindo condições ambientais únicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade e o potencial biotecnológico da comunidade de Pseudomonas spp. em sedimentos de manguezais com diferentes estágios de preservação, no Estado de São Paulo. A diversidade de Pseudomonas spp. foi avaliada por meio da detecção do gene 16S rRNA e do gene gacA de isolados de Pseudomonas, como também por métodos independentes de cultivo. Dos 83 isolados obtidos, 55 foram positivos para o gene gacA. De acordo com as análises de DGGE e da biblioteca de clones, os diferentes manguezais apresentam comunidades de Pseudomonas bem distintas. Entre as espécies caracterizadas, P. nitroreducens e P. fluorescens foram predominantes. Pseudomonas de manguezais halotolerantes produzem AIA, ACC deaminase, NH3, solubilizam fosfato e fixam nitrogênio. Estudos demonstraram o potencial de Pseudomonas para promoção de crescimento de milho e redução dos efeitos do estresse salino sobre a planta. / Mangroves are located at the interface of continent and ocean in intertropical regions, possessing unique environmental conditions. The objective of this study was to evaluate the diversity and biotechnological potential of Pseudomonas spp. community in mangrove sediments under different stages of preservation in the São Paulo state. Pseudomonas spp. diversity was analyzed through the detection of 16S rRNA gene and gacA gene of Pseudomonas isolates, as well as through cultive independent methods. Of the 83 isolates, 55 were positive for gacA gene. According to DGGE and clone library analysis, the different mangroves showed very distinct Pseudomonas communities. Among the characterized species by 16S rRNA gene, P. nitroreducens and P. fluorescens were dominant. Pseudomonas mangrove halotolerant produce IAA, ACC deaminase, NH3, solubilize phosphate and fix nitrogen. Studies demonstrated the potential of Pseudomonas for maize growth promotion and reduce the effects of salt stress on the plant.

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Os herbicidas utilizados foram Aura® 200 (profoxidim 170 g.i.a ha-1), Clincher® (cialofope butílico 315 g.i.a ha-1), Nominee® (bispiribaque sódico 50 g.i.a ha-1) e Gamit® (clomazona 600 g.i.a ha-1), aplicados no estádio V3-V4, antes do estabelecimento da lâmina de água, a qual foi mantida na presença ou ausência de 7,5 dS m-1 de salinidade. No primeiro ensaio, as variáveis analisadas foram fitotoxicidade, conteúdo relativo de água (CRA), atividade das enzimas antioxidantes (CAT, APX e SOD), peroxidação lipídica e peróxido de hidrogênio. Objetivou-se com esse experimento inferir sobre os efeitos fisiológicos desencadeados pela ação de herbicidas seletivos a cultura do arroz aplicados em pós-emergência sob condições salinas da água de irrigação. O herbicida clomazona mostrou a maior fitotoxicidade para o tratamento não salino, no entanto para o tratamento com sal houve recuperação, e o maior valor de CRA, associado a maior atividade da CAT, menor atividade para APX e baixa atividade para SOD. A baixa peroxidação lipídica e conteúdo de peróxido indicam que a CAT é efetiva na eliminação de EROs impedindo assim, o dano as membranas. O herbicida profoxidim quando aplicado de forma isolada manteve baixa fitotoxicidade, porém o CRA foi o mais afetado nas duas condições de salinidade. O alto valor de atividade das enzimas antioxidantes e de peroxidação lipídica indicam que o estresse oxidativo também está associado a ação deste herbicida. O herbicida bispiribaque-sódico não alterou a fitotoxicidade e o CRA, estando os valores de atividade enzimática associados a baixa peroxidação lipídica, o que indica ocorrência de estresse oxidativo em menor grau para o herbicida inibidor de ALS. Para cialofope-butílico houve alta fitotoxicidade e a maior redução no CRA para o tratamento não salino. No segundo experimento objetivou-se investigar os parâmetros fisiológicos índice de clorofilas, flavonoides, antocianinas, índice de balanço de nitrogênio e potencial osmótico em plantas de arroz irrigado. O herbicida clomazona apresentou recuperação no índice de clorofila, índice de balanço do nitrogênio e potencial osmótico sob estresse salino, mostrando maior produção de antocianinas, provavelmente devido a maior ativação do mecanismo de defesa. Todos os tratamentos que combinaram os dois estresses apresentaram redução no índice de balanço do nitrogênio e índice de clorofila aos 21 e 28 dias após a aplicação, respectivamente. O herbicida clomazona aplicado sob condições estresse salino mostrou recuperação da maioria dos parâmetros avaliados, constituindo-se este, uma alternativa ao controle químico de plantas daninhas na cultura do arroz nestas condições. Estas alterações sugerem que os herbicidas interferem nos parâmetros fisiológicos avaliados, provavelmente por uma elevação nos custos energéticos de metabolização. / In irrigated rice, the use of chemical weed control constitutes the most adopted tactic in the management of these, however, some physiological responses of plant under salt stress conditions are not well elucidated. This study aimed to evaluate physiological variables in irrigated rice in response to the effect of selective herbicides to the crop in salinity conditions of irrigation water. The experiment was conducted in a greenhouse and laboratory belonging to the Universidade Federal de Pelotas, Capão do Leão/RS, during the agricultural year of 2013/14 and 14/15. The herbicides were used Aura® 200 (profoxydim 170 g.i.a. ha-1), Clincher® (Cyhalofop-butyl 315 g.i.a. ha-1), Nominee® (bispyribac sodium, 50 g.i.a. ha-1) and Gamit® (clomazone 600 g.i.a ha-1). All of these have been applied in the V3-V4 growth stage, prior to the establishment of the water layer, which was maintained in the presence or absence of 7.5 dS m-1 NaCl. In the first trial, the variables analyzed were phytotoxicity, relative water content, activity of antioxidant enzymes (CAT, APX and SOD), lipid peroxidation and hydrogen peroxide.The objective of this experiment infer about the physiological effects triggered by the action of selective herbicides the rice crop applied post-emergence under salt conditions in irrigation water. The clomazone herbicide showed the highest phytotoxicity for non saline treatment, however to treat with salt there was a significant recovery, and the highest value of CRA associated with increased activity of CAT, APX to lower activity and low activity for SOD. The low lipid peroxidation and peroxide content indicating that CAT is effective in the elimination of ROS thus preventing damage the membranes. The profoxidim herbicide when applied in isolation kept low phytotoxicity, but the CRA was the most affected in both conditions of salinity. The high-value activity of antioxidant enzymes and lipid peroxidation indicate that oxidative stress is also associated with the action of this herbicide.The herbicide bispyribac-sodium did not change the phytotoxicity and the CRA. The values of the antioxidant activity of enzymes associated with low lipid peroxidation indicate that oxidative stress occurs to a lesser extent to ALS-inhibiting herbicides. To cyhalofop butyl was high phytotoxicity and the greatest reduction in CRA for non saline treatment. In the second experiment aimed to investigate the physiological parameters chlorophyll index flavonoids, anthocyanins, nitrogen balance index and osmotic potential of rice plants. The clomazone herbicide showed recovery of chlorophyll index, nitrogen balance index and osmotic potential parameters, under salt stress, showing higher production of anthocyanins, probably due to increased activation of defense mechanism. All treatments that combined the two stress showed a reduction in the nitrogen balance index and at 21 and 28 DAA respectively. The clomazone herbicide applied under salt stress conditions showed recovery of most of the evaluated parameters, being this, an alternative to chemical weed control in rice cultivation in these conditions. These changes suggest that herbicides modifies physiological parameters evaluated, probably by an elevation in energy costs to metabolization.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2017-02-20T18:17:14Z No. of bitstreams: 1 Maria Jaislanny Lacerda e Medeiros.pdf: 909590 bytes, checksum: 0e95c9fcfcaf2b83dfef908431276982 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-20T18:17:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maria Jaislanny Lacerda e Medeiros.pdf: 909590 bytes, checksum: 0e95c9fcfcaf2b83dfef908431276982 (MD5) Previous issue date: 2010-02-05 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Sugarcane is one of the main agricultural products in the economic and social scenario Brazilian and maintenance, as well as increased production and productivity is linked to genetic improvement with selection of new genotypes that have the characteristics of agronomic interest. The techniques of tissue culture can be used in studies of selection or evaluation of the tolerance of plants contributing to clarify the changes from the conditions of stress. The productivity of sugarcane is influenced by several environmental factors such as salinity that limits production due to osmotic effects and ion toxicity by absorption of Na+ and Cl-. Salt stress increase the concentration of reactive oxygen species (ROS), may promote oxidative stress and cause injury to lipids, proteins, carbohydrates and DNA. To minimize the damage caused by the accumulation of ROS, plants possess the antioxidant defense system involving substances of nature enzyme (catalase-CAT, peroxidase-POD, ascorbate peroxidase-APX and polyphenoloxidase, PPO) and not enzyme as the proline. The objectives of this study were to evaluate the effects of exogenous proline in cultivation in vitro of sugarcane submitted to salt stress and analyze the biochemical changes that occur in these conditions. Plants were micropropagated genotypes RB931011 and RB872552. Plants were grown, for 20 days, in the absence or presence of 20 mM proline with or without 100 mM NaCl, totaling five treatments. We used a completely randomized design with 2x5 factorial (genotype x treatment). Leaf samples were collected proceeding to analysis of endogenous levels of proline and total soluble proteins, percentage of electrolyte leakage, concentration of Na+ and K+ and activity of enzymes CAT, POD, APX and PPO. The data were analyzed using ANOVA and means compared by Tukey test at 5% probability. In the saline treatments, both genotypes showed an increase in electrolyte leakage, caused possibly, by lipid peroxidation. Plants grown under salt stress showed a reduced content of total soluble protein and in parallel maintenance or increase in the endogenous proline content. The salt also promoted the increase in the concentration of Na+ and decreased K+ generating thus a high ratio Na+/K+. The activity of CAT, POD, APX and PPO, responsible for the elimination of ROS, increased with increasing salinity in both genotypes. The RB931011 genotype had a greater acclimation compared to genotype RB872552 due to the largest increase in endogenous proline content and increased activity of antioxidant enzymes resulting in minor membrane damage. / A cana-de-açúcar é um dos principais produtos agrícola no cenário econômico e social brasileiro e sua manutenção, bem como o aumento de produção e produtividade está ligado ao melhoramento genético com seleção de novos genótipos que apresentem características de interesse agronômico. As técnicas de cultura de tecidos podem ser utilizadas em estudos de seleção ou avaliação da tolerância de plantas contribuindo no esclarecimento das alterações provenientes das condições de estresse. A produtividade da cana-de-açúcar sofre influência de diversos fatores ambientais como a salinidade que limita a produção devido aos efeitos osmóticos e de toxidade iônica pela absorção de Na+ e Cl-. O estresse salino aumenta a concentração de espécies reativas de oxigênio (ROS), podendo promover estresse oxidativo e provocar injúrias aos lipídeos, proteínas, carboidratos e DNA. Para minimizar os danos causados pelo acúmulo de ROS, as plantas possuem o sistema antioxidativo de defesa que envolve substâncias de natureza enzimática (catalase-CAT, peroxidase-POD, ascorbato peroxidase-APX e polifenoloxidase-PPO) e não enzimática como a prolina. Os objetivos desse estudo foram avaliar a ação de prolina exógena no cultivo in vitro de genótipos de cana-de-açúcar submetidos ao estresse salino e analisar as alterações bioquímicas que ocorrem nessas condições. Foram utilizadas plantas micropropagadas dos genótipos RB931011 e RB872552. As plantas foram cultivadas, durante 20 dias, na ausência ou presença de 20 mM de prolina associada ou não a 100 mM de NaCl, totalizando cinco tratamentos. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado com fatorial 2x5 (genótipo x tratamento). Amostras de folhas foram coletadas procedendo-se análises dos teores de prolina endógena e proteínas solúveis totais, porcentagem de extravasamento de eletrólitos, concentração dos íons Na+ e K+ e atividade das enzimas CAT, POD, APX e PPO. Os dados foram submetidos à análise de variância ANOVA, e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Nos tratamentos salinos, ambos os genótipos apresentaram aumento no extravasamento de eletrólitos, causado, possivelmente, pela peroxidação lipídica. As plantas cultivadas sob estresse salino apresentaram redução no teor de proteínas solúveis totais e paralelamente ocorreu uma manutenção ou acréscimo no teor de prolina endógena. O sal também promoveu o aumento na concentração de Na+ e diminuição de K+ gerando, consequentemente, uma elevada relação Na+/K+. A atividade das enzimas CAT, POD, APX e PPO, responsáveis pela eliminação de ROS, aumentaram em função da salinidade em ambos os genótipos. O genótipo RB931011 apresentou uma maior aclimatação ao estresse salino quando comparado ao genótipo RB872552 devido ao maior aumento do teor de prolina endógena e maior atividade das enzimas antioxidantes o que resultou em um menor dano de membrana.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O presente trabalho teve por objetivos avaliar os efeitos da Ãgua de baixa salinidade (0,8 dS m-1) e de alta salinidade (2,2; 3,6 e 5,0 dS -1) nos atributos quÃmicos do solo, no desenvolvimento de plantas de milho (Zea mays l.) e feijÃo-de-corda (Vigna unguiculata L. (Walp), nos teores de elementos minerais e nos totais extraÃdos de Na, de macronutrientes (Ca, K, Mg, P,) e de micronutrientes (Cl, Fe, Cu, Zn e Mn), cultivadas em um ciclo de rotaÃÃo cultural milho e feijÃo-de-corda. O experimento foi conduzido no campo em um Argissolo Vermelho Amarelo EutÂrofico (Santos et al., 2006) obedecendo a um delineamento em blocos ao acaso, com quatro tratamentos (T1, T2, T3 e T4) e cinco repetiÃÃes. Na rotaÃÃo cultural o milho foi plantado no espaÃamento de 0,8 m entre linhas e 0,2 m. na estaÃÃo seca (Set a Dez/2007) irrigados com Ãgua de alta salinidade. Os tratamentos aplicados no cultivo do milho foram os seguinetes: T1 (Ãgua de baixa salinidade com condutividade elÃtrica de 0,8 dS m-1); T2 (condutividade elÃtrica de 2,2 dS m-1); T3 (condutividade elÃtrica de 3,6 dS m-1) e T4 (condutividade elÃtrica de 5,0 dS m-1). Os tratamentos (T2, T3 e T4) representam as Ãguas de alta salinidade. Na estaÃÃo chuvosa (Jan a Abr/2008) sucedendo o milho, cultivou-se o feijÃo-de-corda. Nesse cultivo utilizou-se apenas irrigaÃÃes suplementares com Ãgua de baixa salinidade (0,8 dS m-1). O delineamento estatÃstico aplicado na rotaÃÃo cultural foi o de blocos ao acaso, com cinco repetiÃÃes, totalizando 20 unidades experimentais. Cada parcela com 3 m de comprimento e 5 linhas de plantio, sendo utilizado milho na estaÃÃo seca e feijÃo-de-corda na estaÃÃo chuvosa. Durante a rotaÃÃo cultural foram avaliadas as seguintes caracterÃsticas: atributos quÃmicos do solo, crescimento vegetativo, partiÃÃo de matÃria seca e produtividade. Na cultura do milho foram tambÃm avaliadas os teores dos elementos minerais e os totais extraÃdos de Na, Ca, K, Mg, P, Cl, fe, Cu, Zn e Mn em funÃÃo da salinidade da Ãgua de irrigaÃÃo. A irrigaÃÃo com Ãguas salinas aumentou a salinidade e a sodicidade do solo durante o perÃodo da estiagem, e as precipitaÃÃes no perÃodo chuvoso foram eficientes para a lavagem do excesso de sais do perfil do solo, enquanto a salinidade da Ãgua de irrigaÃÃo acima 2,2 dS m-1 inibiu o crescimento vegetativo e a capacidade produtividade do milho, jà o acÃmulo de sais no solo durante o cultivo do milho na estaÃÃo seca nÃo afetou a produtividade do feijÃo-de-corda e a um a predominÃncia do crescimento vegetativo do feijÃo-de-corda em detrimento da produÃÃo de grÃos ocorreu pelo excesso de chuvas. Aos 90 dias apÃs a semeadura os teores de elementos minerais foram afetados pela salinidade da Ãgua de irrigaÃÃo, o aumento da salinidade da Ãgua de irrigaÃÃo, aos 90 dias apÃs a semeadura inibiu a absorÃÃo de potÃssio nas folhas, de magnÃsio e fÃsforo nos grÃos, a extraÃÃo dos nutrientes e sÃdio pelas plantas irrigadas com Ãgua de baixa salinidade obedeceu à ordem: K > Mg > Cl > Ca > P > Na > Fe > Zn > Mn > Cu, e com Ãguas salinas: K > Cl > Ca > Na > P > Mg > Fe > Mn > Zn > Cu e a salinidade provocou reduÃÃo da extraÃÃo dos elementos minerais: K, Ca, Mg e P. O estresse salino proporcionou a seguinte distribuiÃÃo de elementos minerais: Na e K permaneceram nas partes vegetativas, Ca, Mg e P foram exportados em maiores proporÃÃes para os ÃrgÃos reprodutivos, Cl, Mn e Cu permaneceram preferencialmente nas partes vegetativas, Fe e Zn foram exportados em maiores proporÃÃes pelos grÃos. / Aiming to assess the effects of salinity in the chemical characteristics of the soil, growth, partition of dry matter and productivity, and the effects of soil salinity on the levels mineral elements contend and the total extracted Na, macronutrients (Ca, K, Mg, P) and micronutrients (Cl, Fe, Cu, Zn and Mn), according to the salinity of the water irrigation, an experiment was carried out in the field according with randomized block design, with four treatments (T1, T2, T3 and T4) and five repetitions. In the cropping rotation was planted the maize in the spacing between lines of 0.8 m and 0.2 m between plants irrigated with water from high salinity and cowpea in the spacing between lines of 0.8 m and 0.3 m between plants irrigated with water with low salinity. The treatments used in the dry season maize crop in were: T1 (plants irrigated with water with low salinity), T2 (saline water with ECw of 2.2 dS m-1); T3 (saline water with ECw of 3.6 dS m-1); T3 (saline water with ECw ds of 3.6 m-1) and T4 (saline water with ECw of 5.0 dS m-1). For cropping of cowpea in the rainy season the plots were demarcated. During the rotation croppoing were assessed the following characteristics: chemical characteristics of soil, vegetation growth, partition of dry and productivity. They were also evaluated the levels of elements and minerals extracted from the total nutrients in the corn crop at 90 days after sowing. The application of saline waters caused increased salinity and sodicity soil during the dry period, and rainfall in the rainy season have been effective in washing the excess salts in the soil profile,increasing salinity of irrigation water above 2,2 dS m-1 reduced the vegetative growth, productivity and rate of harvest of maize, the accumulation of salts in the soil for the cultivation of maize in the dry season did not affect the productivity of cowpea, which was due to the high volume of rain that occurred just before and after the cultivation, this excess of rain, however, caused an no normal growth of cowpea with predominance vegetative of shares to the detriment of the production of grains. The levels of mineral elements varied in the maize crop to 90 days after the planting, being affected by salinity of irrigation water, as the higher the level of salinity irrigation water to 90 days after sowing as lower the levels of potassium in the leaves, magnesium and phosphorus in grains, and the plants of maize under low salinity irrigation water, extract nurtrient in the following order: K> Mg> Cl> Ca> P> Na> Fe> Zn> Mn> Cu however under salinity estress the maize crop extract the minerals to higher salinity level in the following order: K> Cl> Ca> Na> P> Mg> Mn> Zn> Cu and the salt decreases the extraction total the following minerals: K, Ca, Mg e P. The salinity has the following distribution of mineral elements: Na and K remained in the vegetative parts, Ca, Mg and P was exported in larger proportions to the reproductive organs, Cl, Mn and Cu were mainly in the vegetative parts, Fe and Zn was exported in larger proportions by grain.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O acÃmulo de Na+ no vacÃolo central representa um importante mecanismo de defesa de plantas contra o estresse salino. A regulaÃÃo dos volumes e conteÃdos dos vacÃolos de cÃlulas vegetais depende da atividade de transportadores e canais localizados no tonoplasto (membrana vacuolar). A membrana vacuolar possui duas distintas bombas de prÃtons (V-ATPase e V-PPase), aquoporinas e vÃrios sistemas de transportes ativos e/ou secundÃrios, como os contra-transportadores Na+/H+ vacuolares. As duas bombas de prÃtons transmembranares funcionam como sistemas de transporte primÃrio nas cÃlulas vegetais e ambas as enzimas geram uma diferenÃa de potencial eletroquÃmico de prÃtons atravÃs da membrana vacuolar. Os contra-transportadores vacuolares Na+/H+ utilizam o gradiente eletroquÃmico de prÃtons gerado pelos transportadores primÃrios para transportar Na+ para dentro do vacÃolo. No presente trabalho inicialmente foram determinados os conteÃdos de Ãons Na+ e K+ em raÃzes, hipocÃtilos e folhas e em seguida a anÃlise da expressÃo dos genes das bombas de prÃtons (VHA-A, VHA-E e HVP) e dos contra-transportadores vacuolares (NHX2 e NHX6) em plÃntulas de Vigna unguiculata (L.) Walp cv. Vita 5 submetidas a estresse salino e osmÃtico. As plÃntulas foram crescidas em meio nutritivo na ausÃncia de NaCl e PEG (controle), na presenÃa de 100 mM de NaCl (estresse salino) ou na presenÃa de 200,67 g/L de PEG (estresse osmÃtico). O conteÃdo de Ãons Na+ aumentou em todos os tecidos da planta quando submetidos ao estresse salino (NaCl 100 mM) enquanto que o conteÃdo de Ãons K+ diminuiu na mesma condiÃÃo. A expressÃo dos genes das bombas de prÃtons e dos contra-transportadores vacuolares de folhas e de raÃzes no estresse salino aumentou em todas as condiÃÃes estudadas, porÃm o aumento foi mais expressivo para os genes da V-PPase, NHX2 e NHX6 sugerindo uma regulaÃÃo paralela entre esses genes. JÃ no estresse osmÃtico, os resultados para as folhas mostraram que a expressÃo dos genes VHA-A e VHA-E aumentaram enquanto que os outros genes nÃo sofreram mudanÃas significativas. Nossos resultados sugerem que o estresse salino e o estresse osmÃtico induziram uma regulaÃÃo diferenciada em todos os genes sendo o contra-transportador Na+/H+ importante na homeostase celular quando as plantas foram submetidas ao estresse salino e osmÃtico. / The acummulation of Na+ in the central vacuole represents an important mechanism for plants to cope with salt stress. The vacuolar content and the regulations of their volumes in vegetable cells depend on the activity of transporters and channels located in the tonoplast (vacuolar membrane). The vacuolar membrane possesses two different proton pumps (V-ATPase and V-PPase), aquoporine, and systems of primary and secondary transporters like the vacuolar Na+/H+ antiporter (NHX). The two transmembrane proton pumps work as systems of primary transport in vegetable cells and both enzymes generate a difference of proton electrochemical potential through the vacuolar membrane which can provide energy to antiport system, H+/substrate. The vacuolar Na+/H+ antiporter, uses the electrochemical gradient generated by the primary transporters to pump Na+ ions inward the vacuole. In the present work were first determined the Na+ and K+ content followed by the gene expression of the vacuolar proton pumps (VHA-A, VHA-E and HVP) and the vacuolar antiporters (NHX2 and NHX6) from seedlings of Vigna unguiculata subjected to salt and osmotic stress. The seedlings were grown on nutritive medium in the absence of NaCl and PEG (control condition), presence of NaCl 100 mM (salt stress) or in the presence of PEG 6000 200,67g.L-1 (osmotic stress). The ion Na+ content essay showed an increase in all plant tissues when submitted to salt stress, while the K+ ions decreased in the same condition. The gene expression of the vacuolar proton pumps and the Na+ antiporter from roots and leaves showed an increase in all studied conditions being more expressive to V-PPase, NHX2 and NHX6 suggesting a coordinated regulation of these genes. The results from leaves showed that VHA-A and VHA-E were increased, while the others genes tend to remain constant in the osmotic stress. These results suggest that salt and osmotic stress induced a differential regulation of all studied genes, being the vacuolar Na+ antiporters an important part on keep the cellular homeostasis when the plants were submitted to salt stress

Thesis (MSc)--Stellenbosch University, 2012. / ENGLISH ABSTRACT: Nitric oxide (NO) has previously been shown to play a vital role in plants that are undergoing oxidative stress arising from abiotic stress. To better understand the role of NO on the antioxidative pathway, the effect of NO on Superoxide Dismutase (SOD) activity was studied during salt stress on soybean nodules. The enzymatic activity of specific MnSOD and FeSOD isoforms increased upon 1 week of exposure of nodules to NO or salt stress, the activity of CuZnSOD isoforms however increased in response to salt stress only. Furthermore, 4 putative FeSOD and MnSOD transcripts were identified and shown to increase in response to NO and salt stress. The promoter sequences of these NO-responsive putative SOD genes were analysed alongside a cystatin (AtCYS-1) which is also NO-inducible. Putative NO-responsive cis-acting elements as well as abiotic stress-responsive cis-acting elements were studied amongst these promoter sequences. The MYCL element and the AtMYB4 binding site were found to occur in all four NO-inducible SOD promoter sequences as well as in the AtCYS-1 promoter sequence. This suggests that NO acts via MYCL and/or AtMYB4 to up-regulate specific FeSODs and MnSODs, causing an increase in the activity of these SOD isoforms, thus reducing oxidative stress and cell death in soybean nodules. Furthermore, NO may also be up-regulating cystatins to inhibit cysteine proteases, thus preventing the onset of programmed cell death (PCD) and subsequently reducing salt stress-induced cell death. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Geen opsomming

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Salt reduced plant growth in all treatments regardless of time of exposure. The water status after 24 h was kept in leaves (75 mM) and roots (150 mM) and in all plant parts after 240 h regardless of the addition K+ or Ca2+. There were no membrane damage in 75 and 150 mM treatments in leaves and stem after 24 h. The sodium levels increased regardless of the plant part and treatment, however both K+ and Ca2+ levels were higher than Na+, helping in the ion toxicity mitigation (K+/Na+; Ca2+/Na+) in almost all the plant parts, regardless of exposure time. The highest values of K+/Na+ and Ca2+/Na+ ratios were observed in salt treatments supplied with K+ and Ca2+, respectively. It was observed in leaves (Sal1) and roots (Sal2), 24 h after treatment (DT), that the maintenance of water status (CRA) suggests an osmotic adjustment partially assigned to the increase of total soluble proteins (PST) and proline (PRO) levels and also to the membrane integrity maintenance in leaves and amino acids (AALT), total soluble sugars (AST) and starch levels maintenance in J. curcas roots. Increases in NaCl concentrations lowered the CRA in J. curcas stems, however the membrane integrity maintenance of this part seems to be associated to the increases of AALT, PRO and AST levels. In leaves, the addition of K+ to the salt solution increased PST and starch levels in Sal1 + K+ and AALT in Sal2 + K+ 24 h after treatment. In roots, the addition of K+ increased the PST, ALLT and PRO levels in Sal1+K+ treatment, as well as the AST levels in treatment Sal2 + K+, 24 h after treatment. The addition of K+ to the salt solution promoted an increase in PST, PRO and AST levels in Sal1 + K+ treatment in stem 24 h after treatment. The maintenance of CRA happened in all plant parts, 240 h after treatment and regardless of the NaCl concentration in most of the plant parts evaluated may be related to the maintenance in the PST, AALT and PRO levels. For all plant parts, the relation between carbohydrates and osmotic adjustment in J. curcas 240 h after treatment is not clear. The addition of K+ to the salt solution increased AALT (Sal1 + K+), PRO, AST (Sal2 + K+) and starch (Sal1 + K+) levels in leaves; PST, AALT (Sal1 + K+) and AST (Sal2 + K+) levels in stem; and AALT, PRO and starch levels only in the Sal1+K+ treatment. For all the plant parts and when exposed to the Sal1 + Ca2+ treatment 24 h after treatment, the supplying with Ca2+ increased the PST levels. In the same period, the supplying with Ca2+ increased the AALT levels mainly in leaves. After 240 h exposure, the presence of Ca2+ increased the AALT levels in all plant parts exposed to the Sal1 + Ca2+ treatment. PRO levels were increased with the supplying of Ca2+ mainly in leaves, 240 h after treatment. Stem of J. curcas was the part that had the highest increase of AST levels after the addition of Ca2+ to the salt solution in both times of exposure. Increases of starch levels were observed mainly in leaves in both exposure times. In conclusion, both K+ and Ca2+ individual additions to the salt solution supported the maintenance of ionic homeostasis and contributed to the increase of K+/Na+ and Ca2+/Na+ ratios, alleviating the toxicity effects by sodium in most of the evaluated plant parts, regardless of the exposure time and dosage of NaCl tested. Additionally, the osmotic adjustment observed in J. curcas occurred mainly by nitrogen compounds, being both K+ and Ca2+ individual additions related to the increases of most of the compatible solutes studied. The contribution of K+ and Ca2+ supplying in osmotic adjustment verified in J. curcas showed distinct responses in terms of exposure time, NaCl dosage and plant organ / As suplementações com 9 mM de K+ e 6 mM de Ca2+ na composição de três tratamentos salinos (controle; 75 e 150 mM de NaCl), foram avaliadas em folhas, caule e raízes de plantas Jatropha curcas durante 24 e 240 horas de exposição, baseando-se em indicadores de crescimento, status hídrico, integridade das membranas, indicadores de estresse iônico e de ajustamento osmótico. O sal reduziu o crescimento das plantas em todos os tratamentos, independente do tempo. O status hídrico das plantas, após 24 h, foi mantido em folhas (75 mM) e raízes (150 mM) e em todos os órgãos, após 240 h, independente da adição de K+ ou Ca2+. Não houve danos às membranas nos tratamentos 75 e 150 mM, em folhas e caule, após 24 h. Os níveis de sódio aumentaram independente do órgão e tratamento, porém tanto os níveis de K+ quanto os de Ca2+ foram maiores que o Na+, auxiliando na minimização da toxicidade iônica (K+/Na+; Ca2+/Na+) em quase todos os órgãos da planta, independente do tempo de exposição. Observou-se maiores valores nas relações K+/Na+ e Ca2+/Na+ nos tratamentos salinos suplementados com K+ e Ca2+, respectivamente. Observou-se em folhas (Sal1) e raízes (Sal2), 24 h DT, que a manutenção do status hídrico (CRA) sugere um ajustamento osmótico atribuído em parte ao aumento nos níveis de proteínas solúveis totais (PST) e prolina (PRO), e ainda, à manutenção da integridade das membranas em folhas e à manutenção nos níveis de aminoácidos livres totais (AALT), açúcares solúveis totais (AST) e amido em raízes de J. curcas. Aumentos nas concentrações de NaCl, reduziram o CRA em caules de J. curcas, contudo, a manutenção da integridade das membranas deste órgão aparentemente está associada ao aumento nos níveis de AALT, PRO e AST. Em folhas, adição de K+ à solução salina aumentou os níveis de PST e amido no tratamento Sal1 + K+ e AALT em Sal2 + K+, 24 h DT. Em raízes, o incremento de K+ aumentou os níveis de PST, AALT e PRO no tratamento Sal1 + K+, bem como os níveis de AST no tratamento Sal2 + K+, 24 h DT. A adição de K+ à solução salina promoveu um aumento nos níveis de PST, PRO e AST no tratamento Sal1 + K+, em caule 24 h DT. A manutenção no CRA que ocorreu em todos os órgãos da planta, 240 h DT, independente da concentração de NaCl, na maioria dos órgãos estudados, pode estar relacionado à manutenção nos níveis de PST, AALT e PRO. Em todos os órgãos, não ficou clara a relação dos carboidratos com o ajustamento osmótico de J. curcas, 240 h DT. A adição de K+ à solução salina aumentou, em folhas, os níveis de AALT (Sal1 + K+), PRO, AST (Sal2 + K+) e amido (Sal1 + K+); em caule, os níveis de PST, AALT (Sal1 + K+) e AST (Sal1 + K+); em raízes, os níveis de AALT, PRO e amido apenas no tratamento Sal1 + K+. Em todos os órgãos da planta, expostos ao tratamento Sal1 + Ca2+, 24h DT, a suplementação com o Ca2+ aumentou os níveis de PST. Neste mesmo período a suplementação com o Ca2+ incrementou os níveis de AALT principalmente em folhas. Após 240 h de exposição, a presença do Ca2+ incrementou os níveis de AALT em todos os órgãos expostos ao tratamento Sal1 + Ca2+. Os níveis de PRO foram incrementados com a suplementação de Ca2+ principalmente em folhas, 240 h DT. O caule de J. curcas foi o órgão que mais aumentou seus níveis de AST após o incremento de Ca2+ à solução salina, em ambos os períodos de exposição. Incrementos nos níveis de amido foram observados principalmente em folhas, em ambos os períodos de exposição. Conclui-se que tanto o incremento de K+ quanto o de Ca2+ à solução salina auxiliou na manutenção da homeostase iônica e contribuiu para o aumento das relações K+/Na+ e Ca2+/Na+, reduzindo o efeito tóxico do sódio na maioria dos órgãos estudados, independente do tempo de exposição ao NaCl e dose utilizada. Ainda, o ajustamento osmótico, observado em J. curcas se deu principalmente por compostos nitrogenados, estando tanto o incremento de K+ quanto o de Ca2+ relacionados ao aumento da maioria dos solutos compatíveis estudados. A contribuição da suplementação de K+ e Ca2+ no ajustamento osmótico, verificados em J. curcas, apresentam respostas distintas quanto ao tempo de exposição, dose de NaCl e órgãos da planta / 2017-02-20