Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-08-16T17:22:07Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 790580 bytes, checksum: 292f57963a127022984af0e9038158d5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T17:22:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 790580 bytes, checksum: 292f57963a127022984af0e9038158d5 (MD5) Previous issue date: 2016-10-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O crescimento de Toona ciliata M.Roemer var. australis (F. Muell.) Bahadur (família Meliaceae) em regiões sujeitas a déficit hídrico e solos com baixa disponibilidade de nutrientes, como predomina no Brasil, requer várias adaptações morfológicas e fisiológicas. Com intuito de compreender essas adaptações que favorecem o crescimento, a composição isotópica do carbono (δ 13 C), características fisiológicas (trocas gasosas, fluorescência da clorofila a e teores de pigmentos) e, ainda, verificar se a adubação poderia mitigar os efeitos do déficit hídrico, foi conduzido um estudo em casa de vegetação com mudas de dois clones (BV1110 e BV1120) de T. ciliata por 126 dias. Após 90 dias de aclimatação as mudas receberam ou não adubação e foram submetidas a ciclos de restrição hídrica seguidos de reidratação. Após 8 dias da adubação, a restrição hídrica foi imposta por 5 dias, seguido de reidratação por 15 dias, e mais 8 dias de restrição hídrica até o fim do experimento. A restrição hídrica e, ou, nutricional reduziu a taxa de crescimento em altura (H), diâmetro do coleto (D), número de folíolos (NF), área foliar (AF), comprimento da raiz (L) e produção de biomassa total (Bt) e promoveu o crescimento das raízes, com conseqüente aumento da razão massa raiz/parte aérea (MSR/MSPA). As mudas de T. ciliata exibiram fortes respostas à adubação quando submetidas ao déficit hídrico seguido de reidratação, mas as respostas foram baixas em condição irrigada e sem adubação. Além disso, a adubação combinada com déficit hídrico aumentou a composição isotópica de carbono (δ 13 C) e a eficiência do uso da água (EUA). A falta de adubação, independente do fornecimento de água, diminuiu a taxa de crescimento, as trocas gasosas, as características de florescência da clorofila a (Chl a) e os toeres dos pigmentos fotossintéticos nos dois clones. As restrições hídricas e nutricionais reduziram ainda a eficiência quântica efetiva da conversão fotoquímica de energia no fotossistema II (PSII) e aumentou a dissipação de energia não fotoquímica, no entanto, não afetou a eficiência quântica máxima do PSII (Fv/Fm) ao ponto de causar fotoinibição. O teor de pigmentos fotossintéticos foi reduzido pelo déficit hídrico ou pela interação déficit hídrico e nutricional, e o efeito de tolerância cruzada foi observado. Ou seja, folhas de plantas com restrição combinando, restrição hídrica e nutricional, apresentaram, mais pigmentos em sua composição que as de plantas com apenas a restrição nutricional. Após a reidratação foi verificada recuperação de todas as características avaliadas, indicando plasticidade fisiológica dos clones em estudo. Diante disso, ficou claro que o suprimento adequado de adubação seria recomendável para estimular o crescimento, melhorar a EUA, aumentar a taxa fotossintética por meio do aumento dos teores de pigmentos fotossintéticos, além de aliviar os danos no PSII causados durante o déficit hídrico nos clones de cedro-australiano. O clone BV1110 apresentou menor NF, AF e Bt e maior L, H, MSR/MSPA, δ 13 C e EUA, com melhor recuperação dos aparatos fotossintéticos e maior taxa fotossintética sob déficit hídrico. Por outro lado, o clone BV1120 apresentou menor biomassa e comprimento de raízes e maior Bt e AF, maior discriminação isotópica e menor taxa fotossintética. O clone BV1120 foi classificado como menos tolerante e o clone BV1110 como mais tolerante ao déficit hídrico. Os resultados deste trabalho forneceram importantes informações no que concerne às diferentes respostas dos clones de T. ciliata ao déficit hídrico, somado ou não ao suprimento nutricional via adubação, contribuindo para o entendimento dos mecanismos utilizados pelas plantas de cedro-australiano para manter um alto grau de resiliência em caso de restrição hídrica e, ou, nutricional. / The planting of Toona ciliata M. Roemer var. australis (F. Muell.) Bahadur (Meliaceae family) in areas subject to water deficit and soil with low nutrient availability, as prevail in Brazil, requires several plant morphological and physiological adaptations. In order to understand these adaptations in growth, carbon isotopic composition (δ 13 C), and physiological variables (gas exchange, fluorescence of chlorophyll pigment content) and also understand if fertilization could mitigate the effects of water deficit, a study was conducted in a greenhouse with seedlings of two T. ciliata clones (BV1110 and BV1120) for 126 days. After 90 days of acclimatization the seedlings with or without the fertilization were subjected to water restriction cycles followed by rewatering. After 8 days of fertilization, water restriction was imposed for 5 days, followed by rewatering for 15 days, and more 8 days of water restriction by the end of the experiment. Water restriction and or nutritional reduced the rate of growth in height (H), diameter (D), number of folioles, leaf area, root length (L) and biomass production and promoted root growth, resulting in increased ratio of root mass/shoot (MSR/MSPA). The T. ciliata seedlings exhibited strong response to fertilization when subjected to water deficit followed by rewatering, but the responses were low in irrigated condition and without fertilization. In addition, fertilization combined with drought stress increased the δ 13 C, and efficiency of water use (WUE). The lack of fertilization independent water supplies, decreased growth rate, gas exchange, blooming characteristics Chl a and photosynthetic pigments in both clones. The water restriction and or nutritional also reduced the effective quantum efficiency of photochemical energy conversion in photosystem II (PSII) and increased non-photochemical energy dissipation, however, did not affect the maximum quantum efficiency of the PSII level to cause photoinhibition. The content of photosynthetic pigments was reduced by water deficit or by the interaction water and nutritional water deficit, and cross-tolerance effect was observed. Plants with combined restriction, water restrictionand nutritional show higher pigments contents in their composition than plants with only one restriction, nutritional. After rewatering, all the evaluated characteristics were recovered, indicating the physiological plasticity of the clones under study.Thus, an adequate supply of fertilizer would be recommended to stimulate growth, improve the WUE, increase the photosynthetic rate by increasing the photosynthetic pigments content, and alleviate the damage to the PSII caused during water deficit in the clones. Clone BV1110 showed lower number of folioles, leaf area and total biomass (Bt) and longer roots (L), height (H), MSR/MSPA, δ 13 C and WUE, with better recovery of photosynthesis indicators and higher photosynthetic rate under water deficit. In contrast, clone BV1120 showed lower root biomass and L and greater Bt and AF, the higher and lower isotopic photosynthetic rate discrimination, respectively. Despite clone BV1120 could probably withstand water deficit, it was classified as less tolerant than BV1110 to water deficit. These results provided important information regarding the responses of different clones T. ciliata water deficit, and nutrient supply, contributing to the understanding of the mechanisms activate by the australian red cedar plants to maintain a high degree resilience to water restriction and or nutritional.

A família Meliaceae compreende cerca de 51 gêneros e 550 espécies distribuídas principalmente na região Neotropical. Incluídas nesta família, estão espécies de elevado interesse comercial para a produção de madeiras nobres. Há carência de informações quanto à biologia floral dessas espécies, que aliada a problemas silviculturas dificulta a elaboração de programas efetivos de melhoramento genético das espécies de interesse econômico da família. O presente trabalho visa contribuir para o entendimento do desenvolvimento floral na família Meliaceae, com destaque para sete espécies de interesse econômico e/ou ecológico: Cedrela fissilis L., Cedrela odorata L., Swietenia macrophylla R. A. King, Trichilia claussenii C. DC., Guarea guidonea (L.) Sleumer, Toona ciliata M. J. Roem e Melia azedarach L. Para os estudos morfo-anatômicos utilizaram-se técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Analisou-se igualmente o padrão de expressão de genes do modelo ABC, relacionados ao desenvolvimento floral, via hibridização in situ. Os estudos morfo-anatômicos permitiram caracterizar o desenvolvimento dos primórdios dos órgãos florais e o estabelecimento de estágios arbitrários de desenvolvimento, auxiliando na caracterização da expressão gênica. Estes resultados permitiram ainda a identificação de flores funcionalmente femininas ou masculinas em S. macrophylla C. fissilis, C. odorata e T. ciliata, as quais apresentam dimorfismo sexual. O padrão de expressão dos homólogos dos genes: APETALA1 (AP1), APETALA3 (AP3) e AGAMOUS (AG) foram diferentes daqueles previstos pelo modelo ABC. A expressão dos homólogos de AP1 foi verificada em todo o meristema floral nos estágios iniciais de desenvolvimento, em todas as espécies estudadas. O sinal de expressão concentrou-se nos primórdios das sépalas e pétalas em estágios mais avançados do desenvolvimento, porém um fraco sinal de hibridização de AP1 foi verificado em todos os verticilos. A expressão dos homólogos de AP3 foi verificada nas regiões previstas pelo modelo ABC, correspondentes ao segundo e terceiro verticilos. Porém um fraco sinal de AP3 foi também observado no quarto verticilo, o que não é previsto pelo modelo teórico. A expressão dos homólogos de AG foi restrita à região central do meristema floral, correspondente ao terceiro e quarto verticilos, em todos os estágios do desenvolvimento floral de todas as espécies estudadas. Entretanto, sinais adicionais de hibridização dos homólogos de AG foram visualizados na região abaxial dos primórdios de sépalas e pétalas em C. fissilis, C. odorata e T. ciliata. Os estudos da expressão dos genes do modelo ABC em Meliaceae revelaram padrões de expressão que não concordam com o modelo teórico vigente do controle molecular da determinação da identidade dos órgãos florais. / The Meliaceae family comprises approximately 51 genus and 550 species mainly distributed in the Neotropical region. In this family there are many species of commercial interest for the production of noble wood. The lack of information on the floral biology associated with silvicultural problems limits the elaboration of effective breeding programs with species of economic interest. The present work aims to contribute with the understanding of floral development in Meliaceae, focusing in seven species of economical or ecological interest: Cedrela fissilis L., Cedrela odorata L., Swietenia macrophylla R. A. King, Trichilia claussenii C. DC., Guarea guidonea (L.) Sleumer, Toona ciliata M. J. Roem e Melia azedarach L. Morpho-anatomical analyses were done by light and scannning electron microscopy. The expression pattern of the ABC model genes, which are related to floral development, was analyzed by in situ hybridization. The characterization of the development of floral organ primordia and the establishment of arbitrary stages of floral development was done and was important for the characterization of gene expression. These results allowed for the identification of functionally female and male flowers in Swietenia macrophylla, Cedrela fissilis, Cedrela odorata and Toona ciliata, characterizing sexual dimorphism. The patterns of gene expression of the homologous of APETALA 1, APETALA 3 and AGAMOUS were different from those predicted by the ABC model. AP1 expression was observed in the entire floral meristem in the initial stages of development, in all seven species. The expression signal was more concentrated in sepal and petal primordia in further stages of development, although a weak hybridization signal of AP1 was verified in all four whorls. The expression of AP3 homologs was observed in the second and third whorls, as predicted by the ABC model. However, a weak signal of AP3 was also observed in the forth whorl, which was not predicted by the ABC model. AG homolog expression was restricted to the central region of the floral meristem, corresponding to the third and forth whorls, in all stages of development of all seven species. However, additional hybridization signal of AG homologs were seen in the abaxial region of sepal and petal primordia in Cedrela fissilis, Cedrela odorata and Toona ciliata. The analyses of the ABC model genes in Meliaceae revealed that the expression patterns do not agree with the theoretical currently accepted model that determines the molecular control of the identity of the floral organs.

A família Meliaceae compreende cerca de 51 gêneros e 550 espécies distribuídas principalmente na região Neotropical. Incluídas nesta família, estão espécies de elevado interesse comercial para a produção de madeiras nobres. Há carência de informações quanto à biologia floral dessas espécies, que aliada a problemas silviculturas dificulta a elaboração de programas efetivos de melhoramento genético das espécies de interesse econômico da família. O presente trabalho visa contribuir para o entendimento do desenvolvimento floral na família Meliaceae, com destaque para sete espécies de interesse econômico e/ou ecológico: Cedrela fissilis L., Cedrela odorata L., Swietenia macrophylla R. A. King, Trichilia claussenii C. DC., Guarea guidonea (L.) Sleumer, Toona ciliata M. J. Roem e Melia azedarach L. Para os estudos morfo-anatômicos utilizaram-se técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Analisou-se igualmente o padrão de expressão de genes do modelo ABC, relacionados ao desenvolvimento floral, via hibridização in situ. Os estudos morfo-anatômicos permitiram caracterizar o desenvolvimento dos primórdios dos órgãos florais e o estabelecimento de estágios arbitrários de desenvolvimento, auxiliando na caracterização da expressão gênica. Estes resultados permitiram ainda a identificação de flores funcionalmente femininas ou masculinas em S. macrophylla C. fissilis, C. odorata e T. ciliata, as quais apresentam dimorfismo sexual. O padrão de expressão dos homólogos dos genes: APETALA1 (AP1), APETALA3 (AP3) e AGAMOUS (AG) foram diferentes daqueles previstos pelo modelo ABC. A expressão dos homólogos de AP1 foi verificada em todo o meristema floral nos estágios iniciais de desenvolvimento, em todas as espécies estudadas. O sinal de expressão concentrou-se nos primórdios das sépalas e pétalas em estágios mais avançados do desenvolvimento, porém um fraco sinal de hibridização de AP1 foi verificado em todos os verticilos. A expressão dos homólogos de AP3 foi verificada nas regiões previstas pelo modelo ABC, correspondentes ao segundo e terceiro verticilos. Porém um fraco sinal de AP3 foi também observado no quarto verticilo, o que não é previsto pelo modelo teórico. A expressão dos homólogos de AG foi restrita à região central do meristema floral, correspondente ao terceiro e quarto verticilos, em todos os estágios do desenvolvimento floral de todas as espécies estudadas. Entretanto, sinais adicionais de hibridização dos homólogos de AG foram visualizados na região abaxial dos primórdios de sépalas e pétalas em C. fissilis, C. odorata e T. ciliata. Os estudos da expressão dos genes do modelo ABC em Meliaceae revelaram padrões de expressão que não concordam com o modelo teórico vigente do controle molecular da determinação da identidade dos órgãos florais. / The Meliaceae family comprises approximately 51 genus and 550 species mainly distributed in the Neotropical region. In this family there are many species of commercial interest for the production of noble wood. The lack of information on the floral biology associated with silvicultural problems limits the elaboration of effective breeding programs with species of economic interest. The present work aims to contribute with the understanding of floral development in Meliaceae, focusing in seven species of economical or ecological interest: Cedrela fissilis L., Cedrela odorata L., Swietenia macrophylla R. A. King, Trichilia claussenii C. DC., Guarea guidonea (L.) Sleumer, Toona ciliata M. J. Roem e Melia azedarach L. Morpho-anatomical analyses were done by light and scannning electron microscopy. The expression pattern of the ABC model genes, which are related to floral development, was analyzed by in situ hybridization. The characterization of the development of floral organ primordia and the establishment of arbitrary stages of floral development was done and was important for the characterization of gene expression. These results allowed for the identification of functionally female and male flowers in Swietenia macrophylla, Cedrela fissilis, Cedrela odorata and Toona ciliata, characterizing sexual dimorphism. The patterns of gene expression of the homologous of APETALA 1, APETALA 3 and AGAMOUS were different from those predicted by the ABC model. AP1 expression was observed in the entire floral meristem in the initial stages of development, in all seven species. The expression signal was more concentrated in sepal and petal primordia in further stages of development, although a weak hybridization signal of AP1 was verified in all four whorls. The expression of AP3 homologs was observed in the second and third whorls, as predicted by the ABC model. However, a weak signal of AP3 was also observed in the forth whorl, which was not predicted by the ABC model. AG homolog expression was restricted to the central region of the floral meristem, corresponding to the third and forth whorls, in all stages of development of all seven species. However, additional hybridization signal of AG homologs were seen in the abaxial region of sepal and petal primordia in Cedrela fissilis, Cedrela odorata and Toona ciliata. The analyses of the ABC model genes in Meliaceae revealed that the expression patterns do not agree with the theoretical currently accepted model that determines the molecular control of the identity of the floral organs.

A família Meliaceae compreende cerca de 51 gêneros e 550 espécies distribuídas principalmente na região Neotropical. Incluídas nesta família, estão espécies de elevado interesse comercial para a produção de madeiras nobres. Há carência de informações quanto à biologia floral dessas espécies, que aliada a problemas silviculturas dificulta a elaboração de programas efetivos de melhoramento genético das espécies de interesse econômico da família. O presente trabalho visa contribuir para o entendimento do desenvolvimento floral na família Meliaceae, com destaque para sete espécies de interesse econômico e/ou ecológico: Cedrela fissilis L., Cedrela odorata L., Swietenia macrophylla R. A. King, Trichilia claussenii C. DC., Guarea guidonea (L.) Sleumer, Toona ciliata M. J. Roem e Melia azedarach L. Para os estudos morfo-anatômicos utilizaram-se técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Analisou-se igualmente o padrão de expressão de genes do modelo ABC, relacionados ao desenvolvimento floral, via hibridização in situ. Os estudos morfo-anatômicos permitiram caracterizar o desenvolvimento dos primórdios dos órgãos florais e o estabelecimento de estágios arbitrários de desenvolvimento, auxiliando na caracterização da expressão gênica. Estes resultados permitiram ainda a identificação de flores funcionalmente femininas ou masculinas em S. macrophylla C. fissilis, C. odorata e T. ciliata, as quais apresentam dimorfismo sexual. O padrão de expressão dos homólogos dos genes: APETALA1 (AP1), APETALA3 (AP3) e AGAMOUS (AG) foram diferentes daqueles previstos pelo modelo ABC. A expressão dos homólogos de AP1 foi verificada em todo o meristema floral nos estágios iniciais de desenvolvimento, em todas as espécies estudadas. O sinal de expressão concentrou-se nos primórdios das sépalas e pétalas em estágios mais avançados do desenvolvimento, porém um fraco sinal de hibridização de AP1 foi verificado em todos os verticilos. A expressão dos homólogos de AP3 foi verificada nas regiões previstas pelo modelo ABC, correspondentes ao segundo e terceiro verticilos. Porém um fraco sinal de AP3 foi também observado no quarto verticilo, o que não é previsto pelo modelo teórico. A expressão dos homólogos de AG foi restrita à região central do meristema floral, correspondente ao terceiro e quarto verticilos, em todos os estágios do desenvolvimento floral de todas as espécies estudadas. Entretanto, sinais adicionais de hibridização dos homólogos de AG foram visualizados na região abaxial dos primórdios de sépalas e pétalas em C. fissilis, C. odorata e T. ciliata. Os estudos da expressão dos genes do modelo ABC em Meliaceae revelaram padrões de expressão que não concordam com o modelo teórico vigente do controle molecular da determinação da identidade dos órgãos florais._________________________________________________________________________________________ ABSTRACT: The Meliaceae family comprises approximately 51 genus and 550 species mainly distributed in the Neotropical region. In this family there are many species of commercial interest for the production of noble wood. The lack of information on the floral biology associated with silvicultural problems limits the elaboration of effective breeding programs with species of economic interest. The present work aims to contribute with the understanding of floral development in Meliaceae, focusing in seven species of economical or ecological interest: Cedrela fissilis L., Cedrela odorata L., Swietenia macrophylla R. A. King, Trichilia claussenii C. DC., Guarea guidonea (L.) Sleumer, Toona ciliata M. J. Roem e Melia azedarach L. Morpho-anatomical analyses were done by light and scannning electron microscopy. The expression pattern of the ABC model genes, which are related to floral development, was analyzed by in situ hybridization. The characterization of the development of floral organ primordia and the establishment of arbitrary stages of floral development was done and was important for the characterization of gene expression. These results allowed for the identification of functionally female and male flowers in Swietenia macrophylla, Cedrela fissilis, Cedrela odorata and Toona ciliata, characterizing sexual dimorphism. The patterns of gene expression of the homologous of APETALA 1, APETALA 3 and AGAMOUS were different from those predicted by the ABC model. AP1 expression was observed in the entire floral meristem in the initial stages of development, in all seven species. The expression signal was more concentrated in sepal and petal primordia in further stages of development, although a weak hybridization signal of AP1 was verified in all four whorls. The expression of AP3 homologs was observed in the second and third whorls, as predicted by the ABC model. However, a weak signal of AP3 was also observed in the forth whorl, which was not predicted by the ABC model. AG homolog expression was restricted to the central region of the floral meristem, corresponding to the third and forth whorls, in all stages of development of all seven species. However, additional hybridization signal of AG homologs were seen in the abaxial region of sepal and petal primordia in Cedrela fissilis, Cedrela odorata and Toona ciliata. The analyses of the ABC model genes in Meliaceae revealed that the expression patterns do not agree with the theoretical currently accepted model that determines the molecular control of the identity of the floral organs.