Magistrantūros studijų pateikiami egzogeninės abscizo rūgšties poveikis Setaria viridis (L.) P. Beauv. morfofiziologiniams parametrams tyrimų rezultatai. Darbo objektas – žalioji šerytė (Setaria viridis (L.) P. Beauv.). Darbo metodai: IV organogenezės tarpsnyje žaliosios šerytės augalai nupurkšti abscizo rūgšties tirpalais ir auginti programuojamoje auginimo kameroje esant 20/18 °C (diena/naktis) temperatūrai, 16/8 val. (diena/naktis) fotoperiodui, 50 µmol m-2 s-1 apšviestumui. Fotosintezės pigmentai, augalo žalia masė ir sausos medžiagos kiekis nustatyti praėjus 1, 5, 10 ir 15 dienų po purškimo. Esant 35-40% substrato drėgniui augalai nupurkšti 0,5 µM abscizo rūgšties tirpalu ir toliau auginti programuojamoje auginimo kameroje sausros sąlygomis. Fotosintezės pigmentai, augalo žalia masė ir sausos medžiagos kiekis nustatyti po 3 ir 6 sausros dienų. Darbo rezultatai. Visos tirtos egzogeninės abscizo rūgšties koncentracijos slopino chlorofilo a sintezę žaliosios šerytės augaluose, tuo tarpu chlorofilo b kiekis žaliosios šerytės augaluose priklausė nuo ABR koncentracijos ir auginimo trukmės po purškimo. Karotenoidų kiekis žaliosios šerytės augaluose statistiškai patikimai didėjo egzogeninės absciso rūgšties poveikyje. Egzogeninė abscizo rūgštis esmingai mažino tirtų augalų žalią masę. Statistiškai patikimai didesnis nei kontroliniame variante sausos medžiagos kiekis nustatytas tik nupurškus augalus 1,5 µM ABR koncentracija po 15 auginimo dienų. Egzogeninė abscizo rūgštis mažino... [toliau žr. visą tekstą] / The objective of this study was to investigate the effect of exogenous abscisic acid on morphophysiological parameters of green millet plants. Object of the work – green millet (Setaria viridis (L.) P. Beauv.). Methods of the work: green millet plants were to spray with abscisic acid and growing in growth chamber under 20/18 °C (day/night) temperature, 16/8 h (day/night) photoperiod, 50 µmol m-2 s-1 light intensity. Amount of photosynthetic pigments, fresh mass of plants, dry weight after was evaluated 1, 5, 10 and 15 days after treatment. When substrate humidity was 35-40%, plants were to spray with 0.5 M abscisic acid and growing in growth chamber under moisture deficit. The results of work. All tested concentrations of abscisic acids inhibited chlorophyll a synthesis in green millet plant, while amounts of chlorophyll b were dependent on concentration of abscisic acid. The carotenoids content in green millet plants were significantly increased under treatment of exogenous abscisic acid, while the fresh mass of plants significantly decreased. Significantly higher dry weight in comparison with control has been obtained under influence of 1.5 M ABA after 15 growing days. Exogenous abscisic acid decreased chlorophylls content in plants treated by drought stress. Growing green millet plants under moisture deficit, exogenous ABA didn’t shown any influence on fresh mass and dry weight.

Setaria viridis tem sido utilizada como organismo modelo para gramíneas com metabolismo C4, buscando elucidar processos biológicos de plantas. A importância das monocotiledôneas com o metabolismo de C4 deve-se ao melhor balanço fotossintético quando comparado às plantas com metabolismo C3 em condições climáticas com altas temperaturas, como as que prevalecem no Brasil. Setaria viridis representa um sistema modelo de grande importância para a agricultura brasileira, uma vez que tanto a produção brasileira de biocombustíveis como de alimentos está fortemente relacionada aos organismos C4. Os hormônios vegetais são cruciais no estabelecimento de órgãos complexos desde o zigoto até o desenvolvimento da planta adulta. A auxina em particular, desempenha um papel fundamental na formação de um complexo sistema radicular nas plantas. Sabe-se que o transporte polar desse hormônio concentra a auxina em determinados tecidos, desempenhando um papel essencial na expressão diferencial de genes que modulam o desenvolvimento dos vários órgãos da planta. Monocotiledôneas e em particular Poaeceaes exibem um complexo sistema radicular que parece ser chave para o seu vasto potencial adaptativo, mas pouco se sabe sobre os fatores que envolvem as respostas sensoriais e de desenvolvimento que guiam a escolha de quais tipos de raiz as plantas elegem. O objetivo deste estudo foi explorar as vias hormonais e abióticas que influenciam a arquitetura das raízes / Setaria viridis has been used as a model organism for grasses with C4 metabolism, seeking to elucidate plant biological processes. The importance of monocotyledons with C4 metabolism is due to better photosynthetic balance when compared to plants with C3 metabolism in climatic conditions with high temperatures, such as those that prevail in Brazil. Setaria viridis represents a model system of great importance for Brazilian agriculture since both the Brazilian production of biofuels and food is strongly related to C4 organisms. Plant hormones are crucial in the establishment of complex organs from zygote to the adult plant development. Auxin in particular, plays a key role in the formation of a complex radicular system in plants. The polar transport of this hormone is known to concentrate auxin in particular tissues, playing an essential roll in the differential expression of genes that will modulate the development of the various plant organs. Monocots and in particular Poaeceae display a complex radicular system that seems to be key for it vast adaptive potential, but little is known about the factors involving the sensing and developmental responses that guide the choice of which root types to elect. The aim of this study was to explore the hormonal and abiotic cues that influence the root architecture

Setaria viridis tem sido utilizada como organismo modelo para gramíneas com metabolismo C4, buscando elucidar processos biológicos de plantas. A importância das monocotiledôneas com o metabolismo de C4 deve-se ao melhor balanço fotossintético quando comparado às plantas com metabolismo C3 em condições climáticas com altas temperaturas, como as que prevalecem no Brasil. Setaria viridis representa um sistema modelo de grande importância para a agricultura brasileira, uma vez que tanto a produção brasileira de biocombustíveis como de alimentos está fortemente relacionada aos organismos C4. Os hormônios vegetais são cruciais no estabelecimento de órgãos complexos desde o zigoto até o desenvolvimento da planta adulta. A auxina em particular, desempenha um papel fundamental na formação de um complexo sistema radicular nas plantas. Sabe-se que o transporte polar desse hormônio concentra a auxina em determinados tecidos, desempenhando um papel essencial na expressão diferencial de genes que modulam o desenvolvimento dos vários órgãos da planta. Monocotiledôneas e em particular Poaeceaes exibem um complexo sistema radicular que parece ser chave para o seu vasto potencial adaptativo, mas pouco se sabe sobre os fatores que envolvem as respostas sensoriais e de desenvolvimento que guiam a escolha de quais tipos de raiz as plantas elegem. O objetivo deste estudo foi explorar as vias hormonais e abióticas que influenciam a arquitetura das raízes / Setaria viridis has been used as a model organism for grasses with C4 metabolism, seeking to elucidate plant biological processes. The importance of monocotyledons with C4 metabolism is due to better photosynthetic balance when compared to plants with C3 metabolism in climatic conditions with high temperatures, such as those that prevail in Brazil. Setaria viridis represents a model system of great importance for Brazilian agriculture since both the Brazilian production of biofuels and food is strongly related to C4 organisms. Plant hormones are crucial in the establishment of complex organs from zygote to the adult plant development. Auxin in particular, plays a key role in the formation of a complex radicular system in plants. The polar transport of this hormone is known to concentrate auxin in particular tissues, playing an essential roll in the differential expression of genes that will modulate the development of the various plant organs. Monocots and in particular Poaeceae display a complex radicular system that seems to be key for it vast adaptive potential, but little is known about the factors involving the sensing and developmental responses that guide the choice of which root types to elect. The aim of this study was to explore the hormonal and abiotic cues that influence the root architecture

Magistrantūros studijų baigiamajame darbe pateikiami žaliosios šerytės morfogenezės indukcija in vitro tyrimų duomenys. Darbo metodai: vertintas kaliaus susidarymo dažnis (%), ūglių susidarymo dažnis (%), ūglių skaičius iš eksplanto (vnt.) bei šaknų formavimosi dažnis (%). Darbo objektas: Setaria viridis L. Darbo rezultatai. Tyrimų rezultatai atskleidė skirtingą kaliaus, ūglių bei šaknų formavimosi dažnį, dėl skirtingų egzogeninių augimo reguliatorių derinio ir jų kiekio maitinamojoje terpėje. Žaliosios šerytės dediferenciacijos indukcija intensyviau vyko terpėse, papildytose didesniu auksinų nei citokininų kiekiu. Žaliosios šerytės kaliaus formavimosi dažnis varijavo priklausomai nuo egzogeninių augimo reguliatorių derinio indukcijos terpėje. Augimo reguliatorių derinys 2,0 mg l-1 2,4-dichlorfenoksiacto rūgšties + 0,4 mg l-1 6-furfurylamino purino skatino intensyvesnę dediferenciaciją in vitro kultūroje. Antrinė diferenciacija intensyviausiai vyko maitinamojoje terpėje, papildytoje 0,4 mg l-1 α naftilacto rūgšties ir 2,0 mg l-1 N6-(2-izopentil) adenino. Daugiausiai ūglių iš eksplanto susiformavo maitinamojoje terpėje, papildytoje 0,3 mg l-1 NAR + 2,0 mg l-1 2iP. Žaliosios šerytės rizogenezės procesą in vitro skatino augimo reguliatorių deriniai 2,0 mg l-1 2,4D + 0,4 mg l-1 KIN, 0,2 mg l-1 NAR + 2,0 mg l-1 2iP ir 0,4 mg l-1 NAR + 2,0 mg l-1 BAP. / The master work presents the results of increasing of green millet induction of morphogenesis in vitro studies. Method of the work - evaluated callus formation frequency (%), shoot formation rate (%), number of shoots per explant (units) and root formation frequency (%). Object of the work - of Setaria viridis L. The results of work. The results of research showed differences in callus, shoot and root formation frequency of different exogenous growth regulator combination and quantity of nutrient medium. Setaria viridis L dedifferentiation induction intensively was in medium, supplemented by more quantity of auxin than cytokinin. Setaria viridis L callus formation frequency varied depending on the exogenous growth regulators combination of induction medium. Combination of growth regulators for 2.0 mg l-1 2,4-dichlorophenoxy acetic acid + 0.4 mg l-1 6-purine furfuryl amine stimulated more intensive dedifferentiation in vitro culture. Secondary differentiation was most intensive in nutrient medium supplemented with 0.4 mg l-1 α naphthyl acetic acid and 2.0 mg l-1 N6-(2-isopentyl) adenine. The most shoots from the explant were formed in a nutrient medium supplemented with 0.3 mg l-1 NAA + 2.0 mg l-1 2iP. Setaria viridis L the process of rhizogenesis in vitro stimulated the growth regulators combinations 2.0 mg l-1 2,4 D + 0.4 mg l-1 KIN and 0.2 mg l-1 NAA + 2.0 mg l-1 2iP and 0, 4 mg l-1 NAA + 2.0 mg l-1 BAP.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-02-07T17:06:02Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3400245 bytes, checksum: b57a0d743c1ea165d35b1ffebb7e5dbc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T17:06:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3400245 bytes, checksum: b57a0d743c1ea165d35b1ffebb7e5dbc (MD5) Previous issue date: 2016-07-19 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A disponibilidade de gás oxigênio (O2) é uma das principais forças que moldam a evolução dos organismos vivos e é essencial para a sobrevivência das plantas. A deficiência parcial (hipóxia) ou total (anóxia) de gás oxigênio é componente importante do estresse de alagamento. Para o aprofundamento do conhecimento genético, a transcriptômica possibilita identificar genes envolvidos nos mecanismos de respostas, e a transformação desses genes em plantas permite avaliar seus efeitos. Com o objetivo de caracterizar genes responsivos à deficiência de oxigênio e identificar genes candidatos para tolerância ao alagamento, analisamos dados de RNA-seq de raízes das cultivares de soja Embrapa 45 (tolerante ao encharcamento do solo) e BR 4 (sensível ao encharcamento) sob hipóxia. Das diferenças entre as duas cultivares, Embrapa 45 apresentou menor número de genes up-, maior quantidade de genes down- regulados, e maior expressão dos genes que codificam phosphoglucomutase (Glyma05g34790), unknown protein related to N-terminal protein myristoylation (Glyma06g03430), protein suppressor of phyA-105 (Glyma06g37080) e fibrillin (Glyma10g32620). Dados de RNA-seq e qRT-PCR da hemoglobina não simbionte Glyma11g12980 indicaram divergência estrutural desse gene entre as cultivares. Em comum entre as duas cultivares, mudanças na abundância de transcritos envolvidos no metabolismo de aminoácidos e derivados sugerem perturbação destes em modificações do tRNA, acurácia/eficiência traducional e estresse do retículo endoplasmático (RE) sob hipóxia. Também observamos que grupos de genes (estáveis, up- e down-regulados) diferem quanto à frequência de elementos cis TATA box, ABREs (ABA-responsive elements) e CRT/DREs (C-repeat/dehydration-responsive elements), assim como em estrutura, composição e uso de códons sinônimos. Especulamos que cis elementos ABRE podem mediar expressão gênica independentemente de ABA em raízes de soja sob hipóxia. Por fim, a nosso conhecimento, somos os primeiros a demonstrar viabilidade de se transformar Setaria viridis (espécie modelo de monocotiledôneas C4) mediada por Agrobacterium por meio da técnica floral dip, que não demanda cultura de tecidos nem regeneração de plantas transgênicas. Assim como em arabidopsis, espécie modelo de dicotiledôneas C3, floral dip em S. viridis pode acelerar estudos genéticos e de genômica funcional (inclusive ao estresse de alagamento) de gramíneas importantes para alimentação humana e animal, fibras e biocombustíveis, tais como cana-de-açúcar, Miscanthus, capim- elefante, Brachiaria, sorgo e milho. / Oxygen gas (O2) availability is one of primary forces shaping the evolution of living organisms and essential for land plants survival. Partial (hypoxic) or total (anoxic) oxygen gas deficiency is important component of flooding stress. For deepening the genetic knowledge, transcriptomics identify genes involved in stress response mechanisms, and transformation of these genes in plants allows to evaluate its effects. In order to characterize genes responsive to oxygen deficiency and identify candidate flooding tolerance genes we analyzed root RNA-seq data from flood-tolerant Embrapa 45 and flood-sensitive BR 4 soybean cultivars under hypoxic stress. From differences between the two cultivars, Embrapa 45 showed less up- and more down-regulated genes, and stronger induction of phosphoglucomutase (Glyma05g34790), unknown protein related to protein N-terminal myristoylation (Glyma06g03430), protein suppressor of Phya- 105 (Glyma06g37080), and fibrillin (Glyma10g32620). RNA-seq and qRT-PCR data of non-symbiotic hemoglobin Glyma11g12980 indicated structural divergence of this gene between cultivars. In common between the two cultivars, transcriptional changes in amino acids and derivative metabolic process suggest its disturbance in tRNA modifications, translation accuracy/efficiency, and endoplasmic reticulum (ER) stress under hypoxia. In addition, genes groups (stable, up-, and down-regulated genes) differed in promoter TATA box, ABREs (ABA-responsive elements), and CRT/DREs (C-repeat/dehydration-responsive elements) frequency, as well as in structure, composition, and codon usage. We speculate that cis-acting ABREs can mediate gene expression independent of ABA in hypoxic soybean roots. Finally, to our knowledge, we first report Agrobacterium-mediated transformation method in Setaria viridis (C4 monocotyledonous model species) using floral dip, which does not require tissue culture nor transgenic plant regeneration. As in arabidopsis, C3 dicotyledonous model species, floral dip in S. viridis may accelerate genetic studies and functional genomics (including flooding stress) of important food–feed–fiber–fuel grass crops such as sugarcane, Miscanthus, elephant grass, Brachiaria, Sorghum and maize.