Thesis (Ph. D.)--University of Queensland, 2001. / Includes bibliographical references.

Orientador: Norberto da Silva / Resumo: Espécies de Stylosanthes estão amplamente distribuídas em regiões tropicais e subtropicais das Américas, África e sudeste da Ásia, sendo o Brasil o principal centro de origem e diversidade do gênero, com 25 das 45 espécies descritas ocorrendo naturalmente em várias regiões do País. O gênero adapta-se a diferentes condições edafoclimáticas, apresentando melhor potencial de uso no Brasil. A antracnose, causada por Colletotrichum gloeosporioides (Penz.) Penz. & Sacc., forma anamórfica de Glomerella cingulata (Stonem.) Spauld. & Scherenk tem sido o principal entrave à ampla utilização de Stylosanthes. Em 2000, o Centro Nacional de Pesquisa de Gado de Corte (Embrapa Gado de Corte), da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), lançou a cultivar Estilosantes Campo Grande, constituída por uma mistura física de populações derivadas de 11 introduções de S. capitata e seis de S. macrocephala. Tais populações foram selecionadas durante seis gerações pelo método de "bulk". Ainda, para a composição da cultivar, misturou-se as sementes das populações selecionadas nas proporções de 80% e 20%, respectivamente. Conforme foi desenvolvida, pressupõe-se que a cultivar seja composta de indivíduos geneticamente diferentes, porém não se sabe ao certo a proporção dos mesmos, fato que dificulta saber ao longo do tempo se a composição da cultivar mantém-se ou não a mesma. Assim, realizou-se este trabalho com os objetivos de identificar a existência de variabilidade de progênies originárias da referida cultivar e selecionar germoplasma com alto grau de resistência à antracnose e performance agronômica. Este projeto foi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: Species of the genus Stylosanthes are widely distributed in tropical and subtropical regions of the Americas, Africa, and Asia. The main center of origin and diversity is Brazil, the native habitat of 25 of the 45 described species. The genus is adapted to a variety of edaphic and climatic conditions and showed good potential as a cultivated forage in Brazil. Anthracnose, caused by Colletotrichum gloeosporioides (Penz.) Penz. & Sacc., the anamorphic form of Glomerella cingulata (Stonem.) Spauld & Scherenk, has been the main limitation to the commercial utilization of Stylosanthes. In 2000, the National Beef Cattle Research Center (Embrapa Beef Cattle), from Brazilian Agricultural Research Corporation (Embrapa) released Stylosanthes cv. Campo Grande, it is a physical mixture of hybrid-derived progenies of 11 accessions of S. capitata and six lines of S. macrocephala. The resulting populations were advanced through six generations of bulk seed production. Seeds of the two species were mixed in the proportion of 80% and 20%, respectively, to form the new cultivar. Due to its origin, the cultivar was considered as composite of genetically diverse individuals. However, the actual composition and its long-term maintenance remained unknown factors. Consequently, this project was initiated with the objective to identify the degree of variability among component progenies in the cultivar and select germplasm with a high degree of anthracnose resistance and agronomic performance. The project was carried out at Embrapa Beef Cattle, Campo Grande-MS, from 2000 to 2002. In the first instance, individual plants were raised in the green house from single seed obtained from commercial samples of the cultivar. Some 294 S. capitata plants and 124 of S. macrocephala have been established... (Complete abstract, click electronic address below). / Doutor

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-04-06T16:30:00Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 773091 bytes, checksum: b3bac14e1cfb356039f3e8e62ece33aa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-06T16:30:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 773091 bytes, checksum: b3bac14e1cfb356039f3e8e62ece33aa (MD5) Previous issue date: 2016-07-21 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A emergência das plântulas de S. humilis foi aumentada em resposta a redução do pH do meio de incubação, o qual, manteve uma estreita relação com a alta produção de etileno pelas plântulas. Ademais, solução-tampão de pH 4,0 estimulou significativamente a atividade da oxidase do ácido 1-carboxílico-1-aminociclopropano (ACO) bem como os níveis do ácido 1-carboxílico-1-aminociclopropano (ACC) livre e total tanto na radícula e no hipocótilo das plântulas. Juntos esses resultados sugerem que a emergência das plântulas tenha ocorrido via produção do regulador gasoso. A emergência das plântulas de S. humilis e S. guianensis foi também aumentada em solos de baixos pH(s). O estímulo ao estabelecimento das plântulas relacionou-se com a produção de etileno. A elevação do pH do solo de 3,9 para 6,4, promovida por CaCO3, reduziu significativamente a emergência das plântulas bem como a produção de etileno. Esses resultados sugerem que o baixo pH do solo desempenha um papel ecológico fundamental na distribuição das espécies de Stylosanthes. Interessantemente, os níveis dos ácidos orgânicos intermediários do ciclo do ácido tricarboxílico foi significativamente aumentado nas raízes das plântulas sob tratamento com CaCO3. Ademais, um maior nível glicose, frutose e sacarose ocorreu na raiz das plântulas cultivadas em solo tratado com CaCO3 (pH 6,4). Assim, as altas concentrações de carboidratos e ácidos orgânicos das plântulas mantidas em solo tratado com CaCO3 sinalizou para um aumento no alongamento da radícula e do hipocótilo, mas reduziu a emergência das plântulas. Neste contexto, os elevados níveis de carbono podem estar associados com uma grave perturbação ecológica, devido à redução no estabelecimento das plântulas de Stylosanthes. / The seedling emergence of S. humilis was increased in response to reduction of the pH of incubation medium, which maintained a close relationship with the high production of ethylene by seedlings. Furthermore, buffer solution of pH 4.0 significantly stimulated the activity of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid oxidase (ACO) as well as the levels of free 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) and total ACC both radicle and hypocotyl of seedlings. Together these results suggest that seedling emergence occurred via production of the gas regulator. The seedling emergence of S. humilis and S. guianensis was also increased in low pH(s) soils. The stimulus to establishment of seedlings was related to the production of ethylene. The increased soil pH of 3.9 to 6.4, promoted by CaCO3 significantly reduced seedling emergence and ethylene production. These results suggest that low soil pH plays a key ecological role on distribution of Stylosanthes species. Interestingly, the levels of organic acids intermediate of tricarboxylic acid cycle was significantly increased in roots of seedlings under treatment with CaCO3. Moreover, a higher level of glucose, fructose and sucrose occurred in the roots of seedlings grown in soil treated with CaCO3 (pH 6.4). Thus, high concentrations of carbohydrates and organic acids of seedlings kept in soil treated with CaCO3 signaled an increase in elongation of the radicle and hypocotyl, but reduced seedling emergence. In this context, high carbon levels may be associated with a serious ecological disturbance due to a reduction in the establishment of Stylosantes seedlings.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-07Bitstream added on 2014-06-13T18:45:56Z : No. of bitstreams: 1 fernandes_cd_dr_botfca.pdf: 609895 bytes, checksum: 7c6e8a8db45c92e029290feb971d57fa (MD5) / Espécies de Stylosanthes estão amplamente distribuídas em regiões tropicais e subtropicais das Américas, África e sudeste da Ásia, sendo o Brasil o principal centro de origem e diversidade do gênero, com 25 das 45 espécies descritas ocorrendo naturalmente em várias regiões do País. O gênero adapta-se a diferentes condições edafoclimáticas, apresentando melhor potencial de uso no Brasil. A antracnose, causada por Colletotrichum gloeosporioides (Penz.) Penz. & Sacc., forma anamórfica de Glomerella cingulata (Stonem.) Spauld. & Scherenk tem sido o principal entrave à ampla utilização de Stylosanthes. Em 2000, o Centro Nacional de Pesquisa de Gado de Corte (Embrapa Gado de Corte), da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), lançou a cultivar Estilosantes Campo Grande, constituída por uma mistura física de populações derivadas de 11 introduções de S. capitata e seis de S. macrocephala. Tais populações foram selecionadas durante seis gerações pelo método de “bulk”. Ainda, para a composição da cultivar, misturou-se as sementes das populações selecionadas nas proporções de 80% e 20%, respectivamente. Conforme foi desenvolvida, pressupõe-se que a cultivar seja composta de indivíduos geneticamente diferentes, porém não se sabe ao certo a proporção dos mesmos, fato que dificulta saber ao longo do tempo se a composição da cultivar mantém-se ou não a mesma. Assim, realizou-se este trabalho com os objetivos de identificar a existência de variabilidade de progênies originárias da referida cultivar e selecionar germoplasma com alto grau de resistência à antracnose e performance agronômica. Este projeto foi... . / Species of the genus Stylosanthes are widely distributed in tropical and subtropical regions of the Americas, Africa, and Asia. The main center of origin and diversity is Brazil, the native habitat of 25 of the 45 described species. The genus is adapted to a variety of edaphic and climatic conditions and showed good potential as a cultivated forage in Brazil. Anthracnose, caused by Colletotrichum gloeosporioides (Penz.) Penz. & Sacc., the anamorphic form of Glomerella cingulata (Stonem.) Spauld & Scherenk, has been the main limitation to the commercial utilization of Stylosanthes. In 2000, the National Beef Cattle Research Center (Embrapa Beef Cattle), from Brazilian Agricultural Research Corporation (Embrapa) released Stylosanthes cv. Campo Grande, it is a physical mixture of hybrid-derived progenies of 11 accessions of S. capitata and six lines of S. macrocephala. The resulting populations were advanced through six generations of bulk seed production. Seeds of the two species were mixed in the proportion of 80% and 20%, respectively, to form the new cultivar. Due to its origin, the cultivar was considered as composite of genetically diverse individuals. However, the actual composition and its long-term maintenance remained unknown factors. Consequently, this project was initiated with the objective to identify the degree of variability among component progenies in the cultivar and select germplasm with a high degree of anthracnose resistance and agronomic performance. The project was carried out at Embrapa Beef Cattle, Campo Grande-MS, from 2000 to 2002. In the first instance, individual plants were raised in the green house from single seed obtained from commercial samples of the cultivar. Some 294 S. capitata plants and 124 of S. macrocephala have been established... (Complete abstract, click electronic address below).

This study was conducted on the grazing of West African Dwarf (WAD) goats managed by 41 farmers in Nigeria. The study focused on the use of "fodder banks" by small-scale farmers. The objective of the research was to determine the effect of seeding Stylosanthes hamata on herbage productivity and goat performance under three grazing management systems: tethering (conventional), free grazing natural pasture or free grazing legume-seeded pasture (fodder bank). / Irrespective of the system of management, goats grazing the various pastures had a weaning weight of 6.0 $ pm$ 0.3 kg. At 6, 9 and 12 months the body weights were 9.3 $ pm$ 0.41, 11.7 $ pm$ 1.36 and 12.6 $ pm$ 0.73 kg, resulting from an average daily gain (ADG) of 49.0 $ pm$ 4.0, 33.4 $ pm$ 4.0, 31.0 $ pm$ 0.1 and 25.0 $ pm$ 0.03 g day$ sp{-1}$ for the growth periods of birth to 3 months (pre-weaning) 3-6, 3-9, and 3-12 month (post-weaning) growth periods, respectively. There were no significant differences among the grazing systems with regard to birth weights and 3-month body weight (weaning weight). However, during the 3 to 6-month growth period, the ADG of goats tethered on natural pasture was higher than that observed for goats grazing S. hamata seeded pasture or fenced natural pasture, but this difference disappeared with time. At the 12-month period goats grazing fodder banks were heavier than goats tethered on natural pasture during the late wet season period, but the effect was not significant. Although animals lost weight during the late rainy season, animals grazing fodder banks seemed to have lost less weight than those grazing natural pasture. (Abstract shortened by UMI.)

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Leguminosas do gênero Stylosanthes são amplamente utilizadas na pecuária Brasileira e por sua alta qualidade nutricional são importantes para pastagens em consorcio com gramíneas. Um dos materiais mais cultivados é o denominado Campo Grande, lançado pela EMBRAPA Gado de Corte e formado pela mistura das espécies Stylosanthes capitata Vog. (80%) e Stylosanthes macrocephala M.B Ferreira et Sousa Costa (20%). De ambas as espécies que formam essa mistura, a espécie S. capitata vem sendo utilizada na pesquisa do Projeto Temático FAPESP Nº 08/58075-8 Experimentos FACE para analisar os efeitos do elevado CO e do aquecimento sobre a fotossíntese, expressão gênica, bioquímica, crescimento, dinâmica de nutrientes e produtividade de duas espécies forrageiras tropicais contrastantes que tem por objetivo determinar os efeitos do elevado nível de CO2 e do aquecimento nas espécies forrageiras S. capitata e Panicum maximum crescendo em consorcio. Antes do plantio, foi observado que o lote de sementes de S. capitata, enviadas gentilmente pela EMBRAPA Gado de Corte, apresentava sementes de diversa coloração desde amarelas, vermelhas até pretas. Em vista que a análise da expressão gênica das plantas submetidas aos tratamentos de CO2 e temperatura é um dos objetivos do projeto, surgiu a necessidade de fazer uma avaliação mais rigorosa das sementes a fim de determinar a pureza genética do lote de sementes de S. capitata, assim como determinar a presença de possíveis contaminações com S. macrocephala. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a pureza genética de plantas da espécie S. capitata em comparação a S. macrocephala, selecionando e utilizando marcadores moleculares ideais para essa análise. Para a etapa de seleção dos marcadores, foram plantadas separadamente as sementes de diferentes cores de cada uma das espécies S. capitata e S. macrocephala. Depois de germinadas, o DNA das folhas foi extraído e analisado com os três tipos de marcadores moleculares disponíveis, RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), SSR (Simple Sequence Repeat) e ISSR (Inter-Simple Sequence Repeat polymorphic DNA). Os marcadores moleculares RAPD (OPB10), SSR (SC18-01B3, SC18-01E11, SC18-01TF11A) e ISSR (UBC1, UBC2, UBC834, UBC851, UBC862, UBC864, UBC885, UBC886) foram testados, dos quais os ISSR mostraram-se ideias, pois apresentaram claros perfis eletroforéticos diferenciando cada uma das espécies. Posteriormente à análise das sementes, foi realizada a análise de pureza genética de material vegetal de S. capitata plantado no campo para o referido projeto temático. Uma vez que S. macrocephala não foi objeto de pesquisa do projeto, sementes desta espécie foram plantadas separadamente em oito vasos, com vinte sementes cada. Após o crescimento das plantas, o DNA de folhas de ambas as espécies foi extraído e amplificado com os marcadores moleculares ISSR previamente selecionados. Através de análises estatísticas dos perfis de eletroforese, foi possível verificar que as sementes de diferentes cores pertencem à mesma espécie e que a diferente coloração estaria mais relacionada com o grau de amadurecimento das sementes do que com possíveis contaminações. No entanto, independentemente da cor, os lotes individuais de sementes de S. capitata e S. macrocephala apresentaram algum grau de contaminação. Assim, conclui-se que para a melhor caracterização da espécie em estudo e aumentar a confiabilidade das análises de expressão gênica diferencial é necessário avaliar a pureza genética de S. capitata usando marcadores moleculares. A análise da expressão gênica diferencial permitirá determinar os efeitos de elevada concentração de CO2 e da elevada temperatura a nível molecular nas plantas forrageiras em estudo. / Legumes of the genus Stylosanthes are widely used in Brazilian cattle and for their high nutritional quality are important in consortium with grasses. One of the most cultivated materials is called \"Campo Grande\" released by EMBRAPA Gado de Corte and formed by the mixture of species Stylosanthes capitata Vog. (80%) and Stylosantes macrocephala MB Ferreira et Sousa Costa (20%). Of both species forming this mixture, the species S. capitata has been used in research of the Thematic Project FAPESP No. 08/58075-8 \"FACE experiments to analyze the effects of elevated CO and warming on photosynthesis, gene expression, biochemistry, growth, nutrient dynamics and productivity of two contrasting tropical forage species\" that aims to determine the effects of high levels of CO2 and warming on forage species S. capitata and Panicum maximum growing in consortium. Before planting, it was observed that the lot of seeds of S. capitata, kindly sent by EMBRAPA, presented seeds of different coloration from yellow, red to black. Given that the analysis of gene expression in plants exposed to elevated CO2 and warming is one of the major objectives, we decided to make a more accurate assessment of the seeds in order to determine the genetic purity of the seeds of S. capitata, as well as determine the presence of possible contamination with S. macrocephala. Therefore, this study aimed to evaluate the genetic purity of the species S. capitata plants compared to S. macrocephala, selecting and using ideal molecular marker for this analysis. For the selection of markers, were separately planted in pots the seeds of different colors of each of the species S. capitata and S. macrocephala. Once germinated, DNA was extracted from leaves and analyzed with the three available types of molecular markers, RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), SSR (Simple Sequence Repeat) and ISSR (Inter-simple sequence Repeat Polymorphic DNA). The RAPD molecular markers (OPB10), SSR (SC18-01B3, SC18-01E11, SC18-01TF11A) and ISSR (UBC1, UBC2, UBC834, UBC851, UBC862, UBC864, UBC885, UBC886) were tested, of which the ISSR were the selected, because they showed clear electrophoretic profiles differentiating each species. After the seed analysis, the analysis of genetic purity of plant material of S. capitata planted in the field for the thematic project was held. Once S. macrocephala was not the object of the research project, seeds of this species were planted separately in eight pots, with twenty seeds each. After the growth of plants, DNA from leaves of both species was extracted and amplified with the preselected molecular ISSR. Through statistical analysis of electrophoretic profiles, we found that seeds of different colors belong to the same species and the different coloring would be more related to the degree of ripening of seeds than with possible contamination. However, regardless of color, individual seed lots of S. capitata and S. macrocephala showed contamination. Thus, it is concluded that for better characterization of this species and increase the reliability of the analysis of differential gene expression is necessary to assess the genetic purity of S. capitata using molecular markers. The analysis of differential gene expression will determine the effects of elevated CO2 concentration and high temperature at the molecular level in forage plants under study.

Leguminosas do gênero Stylosanthes são amplamente utilizadas na pecuária Brasileira e por sua alta qualidade nutricional são importantes para pastagens em consorcio com gramíneas. Um dos materiais mais cultivados é o denominado Campo Grande, lançado pela EMBRAPA Gado de Corte e formado pela mistura das espécies Stylosanthes capitata Vog. (80%) e Stylosanthes macrocephala M.B Ferreira et Sousa Costa (20%). De ambas as espécies que formam essa mistura, a espécie S. capitata vem sendo utilizada na pesquisa do Projeto Temático FAPESP Nº 08/58075-8 Experimentos FACE para analisar os efeitos do elevado CO e do aquecimento sobre a fotossíntese, expressão gênica, bioquímica, crescimento, dinâmica de nutrientes e produtividade de duas espécies forrageiras tropicais contrastantes que tem por objetivo determinar os efeitos do elevado nível de CO2 e do aquecimento nas espécies forrageiras S. capitata e Panicum maximum crescendo em consorcio. Antes do plantio, foi observado que o lote de sementes de S. capitata, enviadas gentilmente pela EMBRAPA Gado de Corte, apresentava sementes de diversa coloração desde amarelas, vermelhas até pretas. Em vista que a análise da expressão gênica das plantas submetidas aos tratamentos de CO2 e temperatura é um dos objetivos do projeto, surgiu a necessidade de fazer uma avaliação mais rigorosa das sementes a fim de determinar a pureza genética do lote de sementes de S. capitata, assim como determinar a presença de possíveis contaminações com S. macrocephala. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a pureza genética de plantas da espécie S. capitata em comparação a S. macrocephala, selecionando e utilizando marcadores moleculares ideais para essa análise. Para a etapa de seleção dos marcadores, foram plantadas separadamente as sementes de diferentes cores de cada uma das espécies S. capitata e S. macrocephala. Depois de germinadas, o DNA das folhas foi extraído e analisado com os três tipos de marcadores moleculares disponíveis, RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), SSR (Simple Sequence Repeat) e ISSR (Inter-Simple Sequence Repeat polymorphic DNA). Os marcadores moleculares RAPD (OPB10), SSR (SC18-01B3, SC18-01E11, SC18-01TF11A) e ISSR (UBC1, UBC2, UBC834, UBC851, UBC862, UBC864, UBC885, UBC886) foram testados, dos quais os ISSR mostraram-se ideias, pois apresentaram claros perfis eletroforéticos diferenciando cada uma das espécies. Posteriormente à análise das sementes, foi realizada a análise de pureza genética de material vegetal de S. capitata plantado no campo para o referido projeto temático. Uma vez que S. macrocephala não foi objeto de pesquisa do projeto, sementes desta espécie foram plantadas separadamente em oito vasos, com vinte sementes cada. Após o crescimento das plantas, o DNA de folhas de ambas as espécies foi extraído e amplificado com os marcadores moleculares ISSR previamente selecionados. Através de análises estatísticas dos perfis de eletroforese, foi possível verificar que as sementes de diferentes cores pertencem à mesma espécie e que a diferente coloração estaria mais relacionada com o grau de amadurecimento das sementes do que com possíveis contaminações. No entanto, independentemente da cor, os lotes individuais de sementes de S. capitata e S. macrocephala apresentaram algum grau de contaminação. Assim, conclui-se que para a melhor caracterização da espécie em estudo e aumentar a confiabilidade das análises de expressão gênica diferencial é necessário avaliar a pureza genética de S. capitata usando marcadores moleculares. A análise da expressão gênica diferencial permitirá determinar os efeitos de elevada concentração de CO2 e da elevada temperatura a nível molecular nas plantas forrageiras em estudo. / Legumes of the genus Stylosanthes are widely used in Brazilian cattle and for their high nutritional quality are important in consortium with grasses. One of the most cultivated materials is called \"Campo Grande\" released by EMBRAPA Gado de Corte and formed by the mixture of species Stylosanthes capitata Vog. (80%) and Stylosantes macrocephala MB Ferreira et Sousa Costa (20%). Of both species forming this mixture, the species S. capitata has been used in research of the Thematic Project FAPESP No. 08/58075-8 \"FACE experiments to analyze the effects of elevated CO and warming on photosynthesis, gene expression, biochemistry, growth, nutrient dynamics and productivity of two contrasting tropical forage species\" that aims to determine the effects of high levels of CO2 and warming on forage species S. capitata and Panicum maximum growing in consortium. Before planting, it was observed that the lot of seeds of S. capitata, kindly sent by EMBRAPA, presented seeds of different coloration from yellow, red to black. Given that the analysis of gene expression in plants exposed to elevated CO2 and warming is one of the major objectives, we decided to make a more accurate assessment of the seeds in order to determine the genetic purity of the seeds of S. capitata, as well as determine the presence of possible contamination with S. macrocephala. Therefore, this study aimed to evaluate the genetic purity of the species S. capitata plants compared to S. macrocephala, selecting and using ideal molecular marker for this analysis. For the selection of markers, were separately planted in pots the seeds of different colors of each of the species S. capitata and S. macrocephala. Once germinated, DNA was extracted from leaves and analyzed with the three available types of molecular markers, RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), SSR (Simple Sequence Repeat) and ISSR (Inter-simple sequence Repeat Polymorphic DNA). The RAPD molecular markers (OPB10), SSR (SC18-01B3, SC18-01E11, SC18-01TF11A) and ISSR (UBC1, UBC2, UBC834, UBC851, UBC862, UBC864, UBC885, UBC886) were tested, of which the ISSR were the selected, because they showed clear electrophoretic profiles differentiating each species. After the seed analysis, the analysis of genetic purity of plant material of S. capitata planted in the field for the thematic project was held. Once S. macrocephala was not the object of the research project, seeds of this species were planted separately in eight pots, with twenty seeds each. After the growth of plants, DNA from leaves of both species was extracted and amplified with the preselected molecular ISSR. Through statistical analysis of electrophoretic profiles, we found that seeds of different colors belong to the same species and the different coloring would be more related to the degree of ripening of seeds than with possible contamination. However, regardless of color, individual seed lots of S. capitata and S. macrocephala showed contamination. Thus, it is concluded that for better characterization of this species and increase the reliability of the analysis of differential gene expression is necessary to assess the genetic purity of S. capitata using molecular markers. The analysis of differential gene expression will determine the effects of elevated CO2 concentration and high temperature at the molecular level in forage plants under study.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 990920 bytes, checksum: 8d1f6accdd4bdd06fbe54628e6d2b19b (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The toxicity of aluminum (Al) is a major factor that limits the growth and development of plants in acid soils. The existence of extensive areas with problems of acidity and Al toxicity, not only in Brazil but worldwide, generates great interest in knowing the mechanisms of plant tolerance to this element. Among the various proposed mechanisms, the ability of plants to produce and exude organic acids to the culture medium stands out from the most important. The aim was to study the production, accumulation and exudation of organic acids in Stylosanthes caused by Al. For this, we selected two Stylosanthes species: S. capitata and S. guianensis. The plants were subjected to Al concentrations of 0 and 200 μM in CaCl2 0.5 mM for 24 hours and then measured the root elongation, the levels of root exudate and organic acids. The species S. capitata and S. guianensis were chosen from among six species of Stylosanthes as a more sensitive and more tolerant to Al, respectively. Inhibition of root elongation and the content of Al in the roots of the two species increased with increasing concentration of Al in the culture solution after 24 hours of treatment. These factors were highly correlated (r> 0.93). For the concentration range studied, S. guianensis was always more tolerant to Al than S. capitata. The contents of Al in the plant increased with exposure time. Nevertheless, inhibition of root elongation is not increased with increasing time after 12 hours exposure, showing the rapidity of damage caused by Al. The organic acids levels in roots changed in the two species of Stylosanthes. The contents of malonic acid and succinic decreased, while the trans- aconitic acid remained constant. In S. capitata, the oxalic acid concentration did not change, whereas in S. guianensis increased significantly after exposure to Al. The contents of citric acid and malic decreased in the roots of both species, and S capitata always presented with higher levels of organic acids than S. guianensis, regardless of the treatment. Exposure to Al caused an increase in exudation of citric acid to the solution of two species of cultivation, especially in S. guianensis. The exudation of citric acid characterized by a phase lag of 4 hours and after it was observed significant increase in the exudate with the exposure time to Al in the two species with ever greater intensity S. guianensis. Anionic inhibitors channels (9-anthracene carboxylic acid and acid niflumic) and protein synthesis (cycloheximide) significantly reduced the exudation of citric acid to the culture solution, especially S. capitata. Aluminum contents in the root, also increased following treatment with inhibitors of channels anionic and protein synthesis, indicating the importance of exudation of organic acids in the prevention of absorption of Al. Most Al tolerance by S. guianensis compared to S. capitata, it seems, is the result of their ability to exude more citric acid to the culture medium by reducing the number Al absorbed by plants. / A toxicidade do alumínio (Al) é um dos principais fatores que limita o crescimento e o desenvolvimento das plantas em solos ácidos. A existência de extensas áreas com problemas de acidez e toxidez de Al, não só no Brasil como no mundo inteiro, desperta grande interesse em se conhecer os mecanismos de tolerância das plantas a este elemento. Dentre os diversos mecanismos propostos, a capacidade das plantas produzirem e exsudarem ácidos orgânicos para o meio de cultivo destaca-se entre as mais importantes. O objetivo do trabalho foi estudar a produção, o acúmulo e a exsudação de ácidos orgânicos em Stylosanthes causada por Al. Para isso, foram selecionadas duas espécies de Stylosanthes: S. capitata e S. guianensis. As plantas foram submetidas ao Al nas concentrações de 0 e 200 μM, em solução de CaCl2 0,5 mM durante 24 horas e, então, determinados o alongamento radicular, os teores radiculares e a exsudação de ácidos orgânicos. As espécies S. capitata e S. guianensis foram escolhidas, dentre seis espécies de Stylosanthes, como a mais sensível e a mais tolerante ao Al, respectivamente. A inibição do alongamento radicular e os teores de Al nas raízes das duas espécies aumentaram com o incremento da concentração de Al na solução de cultivo após 24 horas de tratamento. Esses fatores apresentaram elevada correlação entre si (r > 0,93). Para a faixa de concentração estudada, S. guianensis sempre mostrou-se mais tolerante ao Al do que S. capitata. Os teores de Al na planta aumentaram com o tempo de exposição. Apesar disso, a inibição do alongamento radicular não se intensificou com o prolongamento do tempo após 12 horas de exposição, demonstrando a rapidez dos danos causados pelo Al. Os teores de ácidos orgânicos nas raízes modificaram-se nas duas espécies de Stylosanthes. Os teores de ácido malônico e succínico decresceram, enquanto o de ácido trans-aconítico permaneceu constante. Em S. capitata, a concentração de ácido oxálico não se modificou, enquanto em S. guianensis aumentou significativamente após exposição ao Al. Os teores de ácido cítrico e málico diminuíram nas raízes de ambas as espécies, tendo S capitata apresentado sempre maiores teores desses ácidos orgânicos do que S. guianensis, independente do tratamento aplicado. A exposição das plantas ao Al resultou em aumento na exsudação de ácido cítrico para a solução de cultivo das duas espécies, especialmente em S. guianensis. A exsudação do ácido cítrico caracterizou-se por uma fase de latência de 4 horas, após observou-se forte aumento na exsudação com o tempo de exposição ao Al nas duas espécies, sempre com maior intensidade em S. guianensis. Os inibidores de canais aniônicos (ácido 9-antraceno carboxílico e ácido niflúmico) e de síntese de proteínas (cicloheximida) reduziram significativamente a exsudação de ácido cítrico para a solução de cultivo, principalmente em S. capitata. Os teores de Al na raiz, também aumentaram após tratamento com os inibidores de canais aniônicos e síntese de proteína, indicando a importância da exsudação dos ácidos orgânicos na prevenção da absorção de Al. A maior tolerância ao Al apresentada por S. guianensis comparativamente a S. capitata, ao que tudo indica, é resultado de sua capacidade de exsudar mais ácido cítrico para o meio de cultivo reduzindo a quantidade Al absorvido pelas plantas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Entre as leguminosas forrageiras potencialmente importantes para as condições edafoclimaticas do Brasil, o gênero Stylosanthes destaca-se como alternativa para a melhoria da fertilidade do solo em pastagens consorciadas com gramíneas, tanto pela sua adaptação ao sistema quanto pela capacidade de estabelecer simbiose com bactérias fixadoras de nitrogênio. O objetivo deste trabalho foi isolar, caracterizar e avaliar a eficiência na fixação biológica de nitrogênio por bactérias isoladas de nódulos de estilosantes (Stylosanthes ssp.). Foram realizadas coletas de plantas de Stylosanthes ssp. em dois municípios de Roraima (Boa Vista e Bonfim), sendo exsicatas das plantas enviadas para identificação botânica no Museu Integrado de Roraima. As raízes das plantas foram lavadas com água e ao todo 564 nódulos foram coletados e isolados em meio de cultura YMA. Adicionalmente, também foram utilizados no estudo 34 isolados que haviam sido obtidos previamente de Stylosanthes sp. Após a purificação, os isolados foram morfologicamente caracterizados em meio YMA, considerando-se o tempo de crescimento, alteração do pH no meio de cultura, forma e aspecto das colônias e muco. Realizou-se então um agrupamento dos isolados utilizando-se o coeficiente de Jaccard. Em seguida, conduziu-se um experimento pelo período de 20 dias para a autenticação de 89 isolados de rizóbio em experimento de casa de vegetação inoculando-se plantas de feijão-caupi. Os isolados foram selecionados por representarem os grupos morfológicos das bactérias e, também, as espécies de Stylosanthes de onde haviam sido obtidos. Quarenta e quatro isolados que nodularam o feijão-caupi foram posteriormente utilizados para o estudo da eficiência simbiótica em Stylosanthes capitata cv. lavradeiro. Este experimento foi conduzido em casa de vegetação utilizando-se a estirpe BR BR 446 (recomendada para o Stylosanthes) como controle positivo, além de um tratamento nitrogenado (180,75mg / N por semana) e um controle sem inoculação e sem nitrogênio mineral. O plantio foi realizado em potes contendo uma mistura de areia e solo (1:1) autoclavados e semanalmente aplicou-se solução nutritiva e água quando necessário. A coleta foi realizada aos 65 dias após a emergência das plantas e foram avaliados número e massa de nódulos secos, matéria seca da parte aérea e nitrogênio acumulado na parte aérea. Dos 564 nódulos foram obtidos 258 isolados que somados aos demais 34 isolados (anteriormente obtidos) totalizaram 292. Os isolados apresentaram grande diversidade morfológica e foram agrupados em 87 grupos com 70% de similaridade. A maioria dos isolados 46% apresentou característica de crescimento rápido em meio de cultura YMA e apenas 0,7% com crescimento lento. A autenticação indicou que apenas 44 das 89 bactérias testadas formaram nódulos em feijão-caupi, sendo na sua maioria bactérias de crescimento rápido. Isto indica que possa haver especificidade de nodulação entre os isolados de rizóbio e as espécies de estilosantes e diverge da literatura que indica que estilosantes preferencialmente nodula com bactérias de crescimento lento. O experimento de eficiência simbiótica indicou que cerca de 50% dos isolados proporcionaram número de nódulos em Stylosanthes capitata igual à estirpe recomendada e proporcionaram produção de matéria seca da parte aérea com tendência superior ao tratamento nitrogenado e a estirpe recomendada. As estirpes St4A29, StG57, St1A8, StF29 e St6E2-3 apresentaram melhor desempenho e possuem potencial para futuras pesquisas de recomendação de estirpes. / Among potentially important forage legumes for edaphoclimatic conditions in Brazil, the genus Stylosanthes appears as alternative for improving the soil fertility in consortium with grasses, both by the adaptation to the system as well as the ability to establish symbiosis with nitrogen-fixing bacteria. The aim of this study was isolate, characterize and assess the biological nitrogen fixation efficiency of the bacterial isolated from nodules of Stylosanthes ssp. Samplings of Stylosanthes ssp. plants were taken from two municipalities of Roraima State (Boa Vista and Bonfim), and plants exsiccates were sent for botanical identification at Integrated Museum of Roraima. The plants roots were washed with water and a total of 564 nodules were collected and isolated on YMA medium. Additionally, 34 isolates previously obtained from Stylosanthes sp. were also included in the study. After purification, the isolates were morphologically characterized, considering the time to growth, culture medium pH reaction, shape and aspect of the colonies and mucus. A clustering analysis was further performed with the Jaccard index. An authentication experiment was carried on during 20 days in glasshouse with 89 isolates inoculated in cowpea. The isolates were selected based on morphological groups and also Stylosanthes species that they had been isolated. Forty-four isolates that nodulated cowpea were after used for symbiotic efficiency evaluation in Stylosanthes capitata (cv. Lavradeiro). This experiment was performed in glasshouse where it was used the strain BR 446 (indicated for Stylosanthes inoculation) as positive control, besides a treatment with nitrogen (180,75mg / N per week) and a control without inoculation or nitrogen. The sowing was done in pots containing a mixture of sand and soil (1:1) autoclaved. Harvest was done 65 days after plant germination and were evaluated the nodules number and dry mass, plant dry matter and nitrogen accumulation in the dry matter. From 564 nodules, 258 isolated were purified and, with the additional 34 isolates (previously obtained), 292 isolates were consider for the study. The isolates showed high morphological diversity and were clustered in 87 groups, with threshold 70%. Most of the isolates 46% presented fast growing on YMA medium and only 0,7% were slow-growing. The authentication revealed that 44 of the 89 bacteria tested were able to form nodules in cowpea, and most of this isolates were fast-growing. This result indicated that could exist nodulation specificity between rhizobium isolates and Stylosanthes species, and diverge of the previous observations that had indicated Stylosanthes as mainly nodulated by slow-growing bacteria. Symbiotic efficiency experiment indicated that about 50% of the isolates were able to form nodules in Stylosanthes capitata similar to recommend strain and trend to higher contribution for biomass production was observed in comparison with nitrogen treatment and recommended strain as well. The strains St4A29, StG57, St1A8, StF29 and St6E2-3 have shown best performance and have potential for future researches to strains recommendation.