Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-01-16T15:52:56Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1839879 bytes, checksum: d2c436aff7b853ecf204a948d2c41ebc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-16T15:52:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1839879 bytes, checksum: d2c436aff7b853ecf204a948d2c41ebc (MD5) Previous issue date: 2017-07-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O setor da agroindústria representa a maior fração das divisas na economia brasileira. No entanto, as culturas agronômicas estão sujeitas aos estresses do meio ambiente, incluindo os estresses bióticos (causados por microrganismos, herbívoros ou vírus) e abióticos (disponibilidade de água, nutrientes, presença de agentes estressantes no solo, etc) e eventos de desenvolvimento, como a senescência. No caso de defesa a estresses múltiplos, as plantas ativam uma via de sinalização de morte celular programada (PCD, programmed cell death) mediada pelos fatores de transcrição GmNAC081 e GmNAC030 que pertencem a uma grande família de transfatores específicos de plantas. Foi observado que GmNAC081 está envolvido com o processo de senescência natural e seu silenciamento retarda a senescência foliar e atenua os demais sintomas decorrentes da morte celular programada; porém, o mecanismo bioquímico envolvido não foi totalmente elucidado. Nesta investigação, foi explorada uma abordagem de genômica funcional para avaliar o mecanismo pelo qual GmNAC081 está envolvido em senescência, bem como o efeito da expressão ectópica de GmNAC081 durante o déficit hídrico. As linhagens transgênicas superexpressando o gene GmNAC081 senesceram mais rápido do que as plantas não transformadas. Nas linhagens transgênicas, GmNAC081-1, e GmNAC081-3, a expressão ectópica de GmNAC081 acelerou o amarelecimento foliar que foi associado com maior acúmulo de espécies reativas de oxigênio (ROS), comparado com as plantas controles. Enquanto que no estádio V3 (20 dias após germinação), nas linhagens transgênicas, o nível de transcritos de GmNAC081 foi muito superior àqueles de plantas não transformadas BR16, no estádio R7 (80 DAG), a expressão de GmNAC081 endógeno, em BR16, foi induzida pelo processo de senescência, alcançando níveis similares àqueles das linhagens transgênicas. A indução natural de GmNAC081 durante senescência mimetizou o fenótipo da superexpressão do transgene, uma vez que, em clusterização, as sequências expressas durante senescência natural em BR16 agruparam junto com as sequências expressas da linhagem GmNAC081-3 nas plantas em R7. Em contraste, nas plantas em V3, na linhagem transgênica, 1849 e 2813 genes foram induzidos e reprimidos, respectivamente, dos quais 455 genes regulados positivamente e 1200 genes regulados negativamente foram comum ao processo de senescência natural de folhas. Estes resultados indicam que GmNAC081 tem um papel predominante como regulador positivo de senescência foliar natural. Entre os genes regulados positivamente destacam-se alvos diretos de GmNAC081, validando os resultados de RNA-seq. Além disso, foram selecionados adicionais genes candidatos com o potencial de serem modulados por GmNAC081, como JMT, MLO3, NRT1.5, KIN10, KIT1 e SPI, os quais contem sítios de ligação para o gene GmNAC081 nos seus promotores. Estes resultados ampliaram a atividade transcricional de GmNAC081 em escala genômica, identificando um conjunto de possíveis alvos diretos que atuam para estabelecimento do processo de senescência. Também foi avaliado o efeito da superexpressão do gene GmNAC081 em resposta ao déficit hídrico. As plantas superexpressando GmNAC081 foram mais sensitivas ao déficit hídrico, apresentando menor teor de água e menor potencial hídrico, sob o mesmo regime de déficit hídrico, que as plantas não transformadas, o que foi associado com um fenótipo de senescência acelerada induzida por seca. Além disso, os parâmetros fisiológicos de trocas gasosas e de fluorescência monitorados durante o déficit demostraram a maior sensitividade das plantas transgênicas à seca. Coletivamene, os resultados dessa investigação descreveram a atividade transcricional de GmNAC081 em escala genômica e demonstraram que GmNAC081 exerce uma função positiva predominante no estabelecimento de senescência natural e regula negativamente a tolerância de plantas à seca. / In Brazil, the agribusiness contributes considerably to economy. However, the crops are exposed to environmental stresses, including biotic stresses, which are caused by microorganisms, herbivores or viruses, as well as abiotic stresses caused by water deficit, nutrient depravation, presence of stressing agents in the soil, etc. In the case of defense to multiple stresses, the plants activate a programmed cell death (PCD) signaling mediated by GmNAC081 and GmNAC030 proteins, which belong to a large family of plant-specific transcriptional factors. Recently, GmNAC081 has been demonstrated to play a positive role in natural leaf senescence, as GmNAC081 silencing delays leaf senescence and attenuates the hallmarks of PCD, although the underlying mechanism has not been totally elucidated. In this investigation, a functional genomic approach was exploited to evaluate the mechanism by which GmNAC081 mediates senescence, as well as the effect of ectopic expression of GmNAC081 during water deficit. The GmNAC081-overexpressing lines displayed accelerated senescence as compared to wild type, untransformed plants. In the transgenic lines, GmNAC081-1 and GmNAC081-3, the ectopic expression of GmNAC081 accelerated leaf yellowing, which was associated with a greater accumulation of ROS, as compared to control lines. While in V3 plants (20 days after germination (20 DAG)), in the transgenic lines, the transcript levels of GmNAC081 were much greater that those of untransformed plants, BR16, in R7 plants (80 DAG), the expression of endogenous GmNAC081 in BR16 was induced by senescence, reaching similar levels as the transgenic lines. The natural induction of GmNAC081 during senescence mimicked the phenotype of transgene overexpression because the expressed sequences during natural senescence in BR16 clustered together with the expressed sequences of the GmNAC081-3 line in plants at R7. In contrast, in V3 plants, in the transgenic line, 1849 and 2813 genes were induced and repressed, respectively; among those, 455 up-regulated genes and 1200 downregulated genes were common to the process of leaf senescence. These results indicate that GmNAC081 plays a major role as a positive regulator of natural leaf senescence. Among the up-regulated genes, direct targets of GmNAC081 were highlighted, validating the results of RNA-seq. Furthermore, additional candidate genes were selected with the potential to be modulated directly by GmNAC081, including JMT, MLO3, NRT1.5, KIN10, KIT1 e SPI, which contain GmNAC081 binding sites on their promoter. These results amplified the transcriptional activity of GmNAC081, as they identified a set of possible direct target genes, which function in the onset of senescence. The effect of GmNAC081 overexpression in response to water deficit was also examined. GmNAC081-overexpressing plants were more sensitive to water stress, as they displayed a lower water potential and relative water content than untransformed plants under the same regime of water deficit, which was associated with a drought-induced accelerated senescence phenotype. Furthermore, gas exchange and fluorescence physiological parameters during water deficit confirmed the greater sensitivity of transgenic lines to drought. Collectively, our results described the widegenomics transcriptional activity of GmNAC081, demonstrating that GmNAC081 plays a major positive role in leaf senescence and a negative role in water deficit tolerance.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-01-20T12:06:27Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 799545 bytes, checksum: 5ca2a80673e383fad0641efed7febc4c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-20T12:06:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 799545 bytes, checksum: 5ca2a80673e383fad0641efed7febc4c (MD5) Previous issue date: 2016-11-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Plantas submetidas a estresse possuem complexos mecanismos de defesa, que resultam na expressão de proteínas relacionadas à defesa ou a um estado de adaptação. Esta mudança ocorre com a participação de fatores de ranscrição, proteínas que regulam a transcrição de determinandos genes. A família Whirly compreende fatores de transcrição que possuem a capacidade de se ligar ao ssDNA e apresentam-se na forma de tetrameros. Esta família tem papel na proteção ao DNA e formação de nucleóides em cloroplastos e mitocôndrias. Outra característica importante é o transporte das proteínas Whirly do cloroplasto para núcleo, em um processo conhecido como sinalização retrógrada, que está relacionado à resposta a estresses como excesso de luz e ataque por patogenos. Em soja não há, ate o momento, nenhum estudo sobre esta importante família. Assim este trabalho visa o estudo desta família em soja, e tras no capítulo 1uma revisão sobre a familia Whirly com ênfase a resposta a estresses bióticos. No capitulo dois a família Whirly de soja é descrita e a expressão de GmWHY1A é analisada durante resfriamento e após infecção por Phakopsora pachyrhizi. A família Whirly em soja é composta por 18 membros, codificados por sete loci. Os membros foram nomeados com base na similaridade com proteínas Whirly de Arabidospsis thaliana e em análises in silico. Foram divididos em três grupos: 1- com localização predita para o croloplasto; 2- preditas como mitocondriais, e 4- formado por proteínas com localização indeterminada. Cada gene teve sua expressão mensurada em raízes, caule, cotilédones, folhas e trifólios. GmWHY1A foi escolhido para estudos posteriores pelas suas características de expressão e pela similaridade com AtWNHY1. GmWHY1foi reprimido após tratamento com etefon e foi positivamente regulado apos tratamento com Acido salicílico e jasmonato. Durante o estresse por frio e após a infecção por Phakopsora pachyrhizi, GMWHY1A foi reprimido. Tomados em conjunto esses dados sugerem que a expressão de Whirly pode ser regulada através do contato com o fungo. / When submitted to stress, plants triggers complex defense pathways that result in expression of defense-related proteins. This change occurs with the participation of transcription factors, proteins that regulates the transcription of specific genes. The Whirly family comprises transcription factors which have the ability to bind single-stranded DNA and remains as tetramers. This family has a role in DNA protection and formation of nucleoids in chloroplasts and mitochondria. Another important feature is the transport of the Whirly proteins from chloroplast to nucleus in a process known as retrograde signaling, which is related to the response to stresses such as high light and pathogen contact. So far there is no study of this important family in soybean. Thus, this work aims to study this family in soybean. The chapter 1 is a review on the Whirly family with emphasis on biotic stress response. In chapter two, the soybean Whirly family is described and the expression of GmWHY1A is analyzed during chilling stress and after infection by Phakopsora pachyrhizi. The Whirly family in soybean comprises 18 members, coded by seven loci. Members were named based on its similarity to Whirly proteins of Arabidospsis thaliana and in silico analyses. They were divided into three groups: 1- with chloroplast predicted location; 2 - predicted as mitochondrial, and 4 - formed by proteins with undetermined location. Each gene had its expression measured in roots, stem, cotyledons, leaves and trifoliate leaves. GmWHY1A was chosen for further studies for its expression characteristics and its similarity to AtWNHY1. GmWHY1 was repressed after treatment with ethephon and was upregulated following treatment with salicylic acid and jasmonic acid. During chilling stress and after infection by Phakopsora pachyrhizi, GMWHY1A was suppressed. Taken together, these data suggest that Whirly expression can be regulated by contact with this fungus.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-23T12:21:40Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7147589 bytes, checksum: 16dc25c36571739036df298a88d2ad0f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-23T12:21:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7147589 bytes, checksum: 16dc25c36571739036df298a88d2ad0f (MD5) Previous issue date: 1997-10-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Objetivando avaliar o comportamento da cultura da soja [Glycine max (L.) Merril], variedade Capinópolis, sob estresse hídrico, foi conduzido um experimento de campo na área experimental Vila Chaves, na Universidade Federal de Viçosa, Viçosa-MG. Neste experimento. foram estudadas as variações na eficiência de utilização da radiação, observando o comportamento da cultura em relação à captura e utilização da radiação em condições de estresse hídrico, aplicado durante os estádios vegetativo, de florescimento e de enchimento de grãos. No período vegetativo, o estresse hídrico provocou uma redução no índice de área foliar, cujos valores atingiram de 5,5 a 3,6, para o tratamento irrigado e o não-irrigado, respectivamente. Houve ocorrência de perda da radiação, provocada pelo fechamento lento do dossel, e consequente diminuição da matéria seca, nos tratamentos estressados. Esse estresse intensificou-se ao longo do ciclo, no tratamento não-irrigado. O tratamento que começou a ser irrigado no período de florescimento apresentou grande recuperação dos elementos de captura de radiação. A perda de radiação observada nos tratamentos que estavam sob estresse hídrico foi compensada por um aumemo na eficiência de utilização da radiação. Nos outros períodos fenológicos, essa compensação foi parciaI. Os valores da eficiência de utilização da radiação variaram entre 1.73 e 2.87, dependendo do tratamento e do período fenológico. Quando a cultura foi irrigada, a eficiência de utilização da radiação permaneceu relativamente constante, devendo-se ressaltar que na fase vegetativa ocorreram os maiores aumentos dessa eficiência. Não foram encontradas difereças significativas quanto a modificações na estrutura do dossel, nos tratamentos néo-irrigados, mas houve tendência a menores valores do coeficiente de extinção da luz o que provocou melhor distribuição da luz dentro do dossel. / In order to evaluate the behavior of soybean (Glycine max (L) Merril). Capinépolis variety under water deficit conditions. a field experiment was carried out in Vila Chaves experimental area, at the Universidade Federal de Vicosa. The changes in radiation efficiency utilization were studied by observing the crop behavior in relation to the capture and utilization of radiation under water stress applied during the vegetative. flowering and grain fulfillment stages. At the vegetative period, the water stress caused a reduction in the leaf area index whose values reached from 5.5 to 3.6 for both irrigated and non- irrigated treatments, respectively. A radiation loss occurred due to a slow canopy closure which caused a decrease in the dry matter of the treatments under stress. The water stress intensified along the vegetative cycle in the non- irrigated treatment. The treatment which began to be irrigated in the flowering period presented a great recuperation of the radiation capturing elements. The radiation loss observed in the treatments under water stress was compensated by an increase in the radiation utilization efficiency. In the other phenological periods. this compensation was partial. The values of the radiation utilization efficiency ranged from 1.73 to 2.87 depending on both treatment and the phenological period. When cropping was irrigated, the radiation utilization efficiency remained relatively constant. This efficiency was particularly verified during the vegetative period. It was observed no significative differences for modifications in the canopy structure in the non-irrigated treatments. but the light extinction coefficient showed a tendency to lower values causing a better light distribution within the canopy. / Dissertação antiga

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-09T16:38:04Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2435660 bytes, checksum: 5de4114401a68fe9e57dd1247a6f7982 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T16:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2435660 bytes, checksum: 5de4114401a68fe9e57dd1247a6f7982 (MD5) Previous issue date: 2002-11-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As variações anuais que ocorrem nas safras agrícolas podem ser minimizadas através do estudo das interações entre cultura e ambiente. Uma ferramenta de grande utilidade, nesses estudos, é constituída pelos modelos de simulação. Visando um aporte à pesquisa, na modelagem de crescimento e desenvolvimento da cultura de soja, este estudo objetivou determinar os parâmetros fisiológicos e climáticos em diferentes ambientes. Dois experimentos foram conduzidos na estação experimental Vila Chaves, campus da UFV, com a cultura de soja [Glycine max (L.) Merrill] utilizando a variedade cultivada ‘Capinópolis’, durante as estações de cultivo dos anos agrícolas 1997/98 e 1998/99. Foram aplicados os seguintes tratamentos: irrigado por todo o período (IPTP); irrigado e sombreado na fase vegetativa (ISFV); não- irrigado na fase vegetativa (NIFV); e não- irrigado na fase de florescimento (NIFF). Nos dois ensaios, foram feitas medições de matéria seca da raiz, do cotilédone, do caule (haste principal, ramos e pecíolos), da folha, da flor, da vagem e grãos, além de medições da área foliar ao longo do ciclo da cultura. No ensaio feito em 1998/99, foram realizadas medições da fotossíntese nas fases vegetativa, de florescimento e enchimento de grãos, bem como o acompanhamento da umidade do solo por meio de sonda de nêutrons. Os tratamentos ISFV e NIFV apresentaram quedas nítidas na produção de matéria seca, em relação aos tratamentos IPTP e NIFF, e redução na área foliar durante a fase vegetativa. O tratamento NIFV, irrigado a partir do início da fase de florescimento, conseguiu recuperar sua área foliar e atingir uma produtividade igual àquela obtida no tratamento IPTP. O tratamento ISFV, com a retirada do sombreamento, não conseguiu recuperar a área foliar e, assim, a produtividade de grãos foi fortemente afetada, apresentando uma queda de 40%, em relação ao IPTP. NIFF apresentou uma queda de 25% em produtividade de grãos. Os valores médios de produtividade para IPTP, ISFV, NIFV e NIFF foram 3,64, 2,19, 3,78 e 2,74 t ha -1 , respectivamente. Na fase vegetativa, os tratamentos ISFV e NIFV apresentaram uma redução na fotossíntese máxima (P m ) de 34 e 44%, respectivamente. Na fase de florescimento, NIFF mostrou queda de 35% em P m . Na eficiência de uso da radiação, ao longo de todo o ciclo, ISFV, NIFV e NIFF apresentaram quedas de 36, 8 e 3%, respectivamente. Na eficiência de uso da água, ISFV apresentou queda de 50% enquanto NIFV e NIFF mostraram aumento de 10 e 27%, respectivamente. Para o ciclo todo, IPTP, ISFV, NIFV e NIFF apresentaram os valores de 0,49, 0,85, 0,64 e 0,70, para o coeficiente de extinção da radiação solar, e 0,037, 0,044, 0,039 e 0,038 m 2 g -1 , respectivamente, para área foliar específica. O comprimento do ciclo da cultura foi diminuído no ensaio realizado em 1997/98, em virtude da elevação da temperatura média. A variedade de soja ‘Capinópolis’ mostrou- se sensível ao estresse hídrico, na fase de florescimento, e ao estresse por sombreamento na fase vegetativa, ao passo que a deficiência hídrica, na fase vegetativa, mostrou-se benéfico para a produtividade de grãos, capacitando melhor a cultura para a captura de recursos tais como água, nutrientes, radiação e CO 2 durante as fases subseqüentes. Os parâmetros fisiológicos variaram, conforme o ambiente ao qual a cultura foi exposta. / The study of the crop-environment interactions may give a valuable contribution to the minimization of the annual variations occurring in the agricultural harvests. An useful tool used in these studies are the simulation models. In the search for a improvement to the research on the modeling of the soybean crop growth, this study aimed to determine the physiologic and climatic parameters under different environments. Two experiments were carried out with the soybean crop [Glycine max (L.) Merrill], using the “Capinópolis” cv. in the experimental station Vila Chaves at UFV campus over the cropping seasons of the agricultural years 1997/98 and 1998/99. The following treatments were applied: irrigated throughout the period (IPTP); irrigated and shaded at the vegetative phase (ISFV); non- irrigated at the vegetative phase (NIFV); and non- irrigated at the flowering phase (NIFF). In both assays, the measurements were performed for the dry matter in the roots, cotyledon, stem, leaf, flower, pod and grains, in addition to the measurements of the leaf area along the crop cycle. In the assay conducted in 1998/99, the photosynthesis measurements were accomplished at the vegetative, flowering, and grain fulfillment phases, as well as the follow-up of the soil moisture through neutron probe. The treatments ISFV and NIFV showed evident declines in the dry matter yield, relative to the treatments IPTP and NIFF, as well as a reduction in leaf area during the vegetative phase. The treatment NIFV, which was irrigated since the beginning of the flowering phase, was able to recover its leaf area and reach the same productivity as the one obtained in treatment IPTP. With the removal of the shade, the treatment ISFV was unable to recover the leaf area, thus the grain productivity was strongly affected, so presenting a decline of 40% in relation to IPTP. NIFF presented a decline of 25% in grain productivity. The average productivity values for IPTP, ISFV, NIFV and NIFF were 3.64, 2.19, 3.78, and 2.74 t ha -1 , respectively. In the vegetative phase, the treatments ISFV and NIFV showed a reduction of 34 and 44% in the maximum photosynthesis (P m ), respectively. In the flowering phase, NIFF showed a decline of 35% in P m . For the efficienc y in radiation use throughout the cycle, ISFV, NIFV and NIFF presented declines of 36, 8, and 3%, respectively. For the efficiency in water use, ISFV presented decline of 50%, while NIFV and NIFF showed an increase of 10 and 27%, respectively. For the whole cycle, IPTP, ISFV, NIFV, and NIFF presented the values of 0.49, 0.85, 0.64, and 0.70 for the extinction coefficient of the solar radiation, and 0.037, 0.044, 0.039, and 0.038 m 2 g -1 , for the specific leaf area, respectively. In the assay carried out in 1997/98, the length of the crop cycle was reduced because the elevation in the average temperature. Degrees- day was more accurate in forecasting the phenology of the soybean crop than the days. The soybean cultivar “Capinópolis” showed to be sensitive to the hydric stress at the flowering phase, and to the shading stress at the vegetative phase, whereas the hydric deficit at the vegetative phase showed to be beneficial to grain productivity, so providing the crop with a higher ability to capture the resources during the subsequent phases. The physiologic parameters varied according to the environment the soybean crop was exposed to. / Tese importada do Alexandria