Orientadora: Sonia Marli Zingaretti / Banca: Cristina Lacerda Soares Petrarolha Silva / Banca: Janete Apparecida Desidério Sena / Resumo: A seca é um dos principais fatores abióticos que afetam a produtividade das plantas. Para detectar os genes expressos sob condições de deficiência hídrica desenvolveu-se uma análise da expressão gênica das plantas de cana-de-açúcar de uma cultivar tolerante (cv. SP83-2847) e outra sensível (cv. SP90-1638) à seca, utilizando macroarranjos de DNA para monitorar a expressão gênica de 3.575 clones de folhas de cana-de-açúcar e, a partir dos resultados obtidos foram selecionados dois ESTs (SCJFLR2036B11 e SCBFLR1005E12) que se apresentaram como diferencialmente expressos nas duas cultivares. Os clones foram seqüenciados e identificados e correspondem ao gene que codifica para a Nitrilase e para elementos genéticos móveis (Retrotransposon). Os dados de expressão gênica foram validados por meio de RT-PCR semiquantitativo e Southem blotting e a seqüência de nucleotídeos obtida foi utilizada nas buscas em bancos de dados e na comparação de seqüência o que contribuiu para a atribuição de função biológica. O gene similar ao da Nitrilase apresentou-se induzido tanto na situação de deficiência hídrica no cultivar sensível (SP90-1638) como no cultivar tolerante (SP83-2847) nas plantas não expostas ao déficit hídrico. O gene que codifica um elemento genético móvel (Retrotransposon) apresentou-se induzido no cultivar tolerante na situação controle em detrimento da situação estressada e invariável para cultivá-Io sensível nas duas situações. / Abstract: Drought is one of the main abiotic stresses which aftect plant productivity. To detect genes expressed under drought conditions, a gene expression study of sugarcane plants was performed, with drought tolerant (cv. SP83-2847) and sensitive (cv. SP90-1638) cultivars, using DNA macroarrays to monitor gene expression of 3.575 sugarcane leaf clones, and from the obtained results two ESTs (SCJFLR2036811 and SC8FLR1005E12) identified as difterentially expressed in both cultivars. were selected. The clones were sequenced and identified as the gene which codifies Nitrilase and mobile genetic elements (Retrotransposon). Gene expression data were confirmed by Semiquantitative RT-PCR and Southern blotting analysis, and the obtained nucleotide sequence used in database searches and in sequence comparisons, which contributed for the biological function attribution. The gene similar to Nitrilase appeared to be induced under water deficiency in the sensitive cultivar (SP90¬ 1638) as well as in the tolerant cultivar (SP83-2847) in plants not submitted to water deficit. The gene which codifies a mobile genetic element (Retrotransposon) appeared to be induced in the tolerant cultivar under the controlled condition in detriment of the stress, and unchanged for the sensitive cultivar under both conditions. / Mestre

Orientador: Sonia Marli Zingaretti / Banca: Julio Cezar Franco de Oliveira / Banca: Mozart de Azevedo Marins / Banca: Janete Apparecido Desiderio Sena / Banca: Eliana Gertrudes Macedo Lemos / Resumo: A seca é o principal estresse abiótico que afeta a produtividade das plantas. Para detectar os genes expressos sob condições de deficiência hídrica foi desenvolvido um estudo de expressão gênica usando plantas de cana-de-açúcar tolerantes (cv. SP83-5073) e sensíveis (cv. SP90-1638) à seca. A metodologia de macroarranjos de DNA foi empregada para monitorar a expressão gênica de 3.575 clones de folhas de cana-de-açúcar e os resultados foram confirmados por PCR quantitativo. Na cultivar tolerante 165 genes foram identificados em resposta ao déficit hídrico severo, em contraste à cultivar sensível, na qual um maior número de genes (n = 432) foi diferencialmente expresso ao longo do tratamento de deficiência hídrica. A cultivar tolerante ativou um menor número de genes em função do déficit hídrico aplicado. No entanto, 94% destes genes foram induzidos, enquanto na cultivar sensível 45% dos genes diferencialmente expressos foram reprimidos sob condições de deficiência hídrica. Comparando os perfis de expressão identificados em cada planta verifica-se que aproximadamente 55% dos genes expressos na cultivar tolerante também foram comuns à cultivar sensível, a maioria exibindo um perfil de expressão muito similar entre os genes induzidos. A classificação funcional dos genes foi realizada com base no papel exercido pela proteína no metabolismo celular, e mostrou que importantes vias metabólicas relacionadas ao déficit hídrico foram reprimidas na resposta das plantas sensíveis à seca. Além disso, 50% dos transcritos identificados em cada cultivar representam novos genes, os quais não estão descritos nos bancos de dados ou cuja função ainda não foi caracterizada / Abstract: Drought is a major abiotic stress that affects the plant productivity. To detect expressed genes under drought conditions, a gene expression study using tolerant (SP83-5073) and sensitive (SP90-1638) sugarcane plants was performed. Macroarray methodology was used to monitor the gene expression profile of the 3,575 cDNA clones from sugarcane leaves and the results were confirmed by real time PCR analysis. For the tolerant cultivar 165 genes were identified in response to severe water stress, contrasting with sensitive cultivar, in which a higher number of genes (n = 432) were responsive to the stress-treatment. Tolerant cultivar expressed a few genes in stress conditions. However 94% of them were induced, while for sensitive cultivar 45% of the differentially expressed genes were down-regulated under water stress conditions. Comparing the gene expression profiles identified in each cultivar, it is possible to verify that 55% of the expressed genes in tolerant cultivar were also observed in sensitive cultivar, the majority showing a very similar gene expression pattern. Functional gene classification was performed according to roles in cellular metabolism, and showed that important drought-pathways were repressed in sensitive plants response. Besides, 50% of the identified transcripts in each cultivar represent novel genes, which were not described in databases or whose functions were not characterized yet / Doutor

Orientador: Dagoberto Martins / Banca: Luciano Soares de Souza / Banca: Ana Catarina Cataneo / Resumo: O objetivo deste estudo foi o de avaliar em condições de casa de vegetação a eficiência de herbicidas inibidores das enzimas acetolactato sintase (ALS) e protoporfirinogênio oxidase (PROTOX) em pós-emergência em plantas de Euphorbia heterophylla, Bidens pilosa e Ipomoea grandifolia quando submetidos a déficit hídrico, bem como a ação destes sobre algumas características bioquímicas. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 4x2, sendo quatro herbicidas utilizados (fomesafen, lactofen, chlorimuron-ethyl e imazethapyr) e dois níveis de déficit hídrico: com déficit (-0,5 MPa) e sem déficit (-0,01 MPa). Quando as plantas daninhas atingiram o estádio de um par de folhas definitivas a manutenção da umidade do solo nos dois níveis de cada tratamento. Aos 7, 14, 21 e 28 dias após a aplicação (DAA) dos herbicidas foi avaliado o controle (por escala visual) e aos 28 DAA a massa seca da parte aérea. As plantas utilizadas para a determinação dos solutos orgânicos (carboidratos solúveis, proteínas totais e aminoácidos livres) foram coletadas às 24, 48, 72 e 96 horas após a aplicação (HAA). Todos os herbicidas controlaram as plantas daninhas de I. grandifolia, enquanto que apenas os inibidores da PROTOX foram eficientes no controle de E. heterophylla, contudo para as plantas de B. pilosa o fomesafen foi o único herbicida que proporcionou um controle satisfatório. O déficit hídrico reduziu o controle de todos herbicidas estudados. Tanto o déficit hídrico como a aplicação de herbicidas aumentaram o conteúdo de carboidratos solúveis em todas as plantas estudadas. O teor de proteínas encontrado nas plantas daninhas estudadas foi reduzido pelo déficit hídrico e a aplicação dos herbicidas, enquanto que para as concentrações de aminoácidos livres os herbicidas proporcionaram um incremento nessa concentração ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this work was to evaluate conditions in the greenhouse the efficiency of herbicides inhibitors of acetolactate synthase (ALS) and protoporphyrinogen oxidase (PROTOX) post-emergence in plant of Euphorbia heterophylla, Ipomoea grandifolia and Bidens pilosa when subjected to water deficit, as well as to determine the effect of these on some biochemical characteristics. The experimental design was randomized blocks in factorial scheme 4x2, with four herbicides (fomesafen lactofen, chlorimuron-ethyl and imazethapyr), and two levels of water deficit: with deficit (-0,5 MPa) and no deficit (-0,01MPa). When weeds reached the stage of a pair of true leaves to maintain soil moisture at the two leaves of each treatment. At 7, 14, 21 and 28 days after application (DAA), was evaluated the control (a visual scale), and 28 DAA, the dry weight of shoots. The plants used for the determination of organics solutes (soluble carbohydrates, protein and free amino acids) were collected at 24, 48, 72 and 96 hours after application (HAA). All herbicides controlled the weeds of I. grandifolia whereas only PROTOX inhibitors were effective in control of E. heterophylla, however, to plants of B. pilosa fomesafen was the single that provided satisfactory control. Water deficit reduced the control of all the herbicides. Both the water deficit and herbicide application increased the soluble carbohydrate content in all species studied. The protein found in the weeds studied were reduced by water deficit and herbicide application, whereas for concentrations of free amino acids the herbicides have provided an increase in this concentration, but with respect to water deficit caused reduction of amino acids, except for plants B. pilosa / Mestre

Orientador: José Tadeu Garcia Tommaselli / Banca: João Osvaldo Rodrigues Nunes / Banca: Hélio Silviera / Resumo: Entre os muitos elementos do meio ambiente, o clima e os solos podem contribuir para boas produções agrícolas ou até impor limites a plantação de determinadas culturas, afetando a economia de todos os países que dependam dessa atividade. O objetivo deste estudo foi realizar uma caracterização edafoclimática e criar uma proposta para a determinação do risco de redução de safra por influência da deficiência hídrica, espacializando os resultados da aplicação do balanço hídrico para a região do Pontal do Paranapanema - SP. Foram utilizados dados de 15 postos pluviométricos e de uma estação meteorológica. Para a confiabilidade dos dados foram utilizadas técnicas de interpolação e de duplas massas. Também foram obtidos dados de temperatura de 1971 a 2006. Para aplicação do balanço hídrico foram delimitados setores com feições semelhantes de precipitação pluviométrica, temperatura, de tipos de solos e relevo. A média de precipitação pluviométrica anual para a área estudada durante a série histórica de 1971 a 2007 foi de 1295 mm. Já com respeito à distribuição espacial das chuvas, as maiores quantidades se concentram na porção leste / sudeste do Pontal, enquanto que as menores quantidades de precipitação se encontram na porção leste. Quanto à temperatura, a média anual para a série histórica de 1971 a 2006 foi de 22,9 °C. As porções mais quentes se encontram na região centro / norte do Pontal e as com menores temperaturas nas extremidades leste e noroeste. A espacialização dos valores de excedentes e deficiências hídricos permitiram o reconhecimento dos setores I e II, que abrangem áreas da região central e leste do Pontal do Paranapanema, como as áreas com os maiores riscos quanto a perdas das safras agrícolas / Abstract: Among many elements in environment, climate and soil can contribute to high yields or even impose limits to some crops, affecting economy of all countries depending on that activity. The aim of this study was to perform a edapho-climatological characterization and propose a way to determine yield depletion risk influenced by water deficit, by spatialization of the results from water balance applied in the Pontal do Paranapanema region, SP, Brazil. It was used data from 15 pluviometric stations and from 1 meteorological station. In order to increase data reliability double masses and interpolations were performed. It was also used temperature data from 1971 to 2006. In order to apply the water balance it was delimited sectors with similar features regarding to precipitation, temperature and soils and reliefs types. The mean annual precipitation during the time interval 1971-2207 was 1295 mm. Regarding to spatial distribution of precipitation, the highest values occurred at the east/southeast portion of the Pontal area, whereas the lowest values occurred in the east portion. The mean annual temperature of the time interval 1971-2006 was 22,9 °C. The warmest portion was the center/north of the Pontal region and the coolest ones was the east and northwest portions. The spatialization of the water surplus and deficits had enabled the identification of sectors I and II, which embraces areas in central and east regions of the Pontal, also being the ones with highest risks related to yield losses / Mestre

Resumo: A seca é, atualmente, o principal fator responsável por perdas na produção brasileira de soja. Em situações de déficit hídrico, vários mecanismos são acionados pela planta para aumentar a tolerância à seca. Conhecer esses mecanismos e como é regulada a expressão dos genes relacionados com resposta à seca, é essencial na identificação de rotas metabólicas envolvidas nos processos de defesa, e, conseqüentemente, no desenvolvimento de estratégias moleculares para obtenção de plantas mais tolerantes a essa condição. O estudo da expressão gênica em plantas requer a quantificação precisa de RNAm expressos em diferentes situações. Assim, inicialmente foram usados os eventos de soja geneticamente modificados para tolerância à seca, P58 e P1333, contendo a construção rd29a: Atdreb1a, em condições de 15% de umidade gravimétrica (UG) para hibridização em "chips" contendo 44 Kb de oligonucleotídeos, sendo possível identificar 100 genes diferencialmente expressos em cada evento, quando comparados com a planta controle. Posteriormente, foram utilizadas cultivares de soja contrastantes para a tolerância à seca, em diferentes condições de déficit hídrico no sistema de hidroponia, e construídos arranjos de cDNA a partir de biblioteca gerada, obtendo-se 145 genes diferencialmente expressos que codificam proteínas envolvidas direta elou indiretamente em rotas metabólicas de resposta a estresses bióticos e abióticos. Os grupos de genes identificados como diferencialmente expressos durante os tratamentos aplicados em ambos os experimentos foram classificados em categorias funcionais, entre eles genes envolvidos na produção de energia, fatores de transcrição, genes envolvidos em diferentes vias anabólicas e/ou catabólicas como aminoácidos, lipídeos, carboidratos e no metabolismo fotossintético, genes de respostas a estresses, genes que participam... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The drought is currently the main responsible factor for losses Brazilian soybeans production. In water stress situation, several mechanisms are triggered by the plant to increase tolerance to drought. Knowing these mechanisms and how is regulated the expression of genes related to the drought response is essential in identifying routes involved in the metabolic processes of defense, and, therefore, the development of molecular strategies to obtain more tolerant plants to this condition. The study of gene expression in plants requires the quantification of RNAm expressed in different situations. So, initially, two methodologies of DNA microarray for analysis in large scale of differential gene expression were conducted. First, soybeans events genetically modified for tolerance to drought, P58 and P1333 containing the construction rd29a: Atdreb1a under conditions of 15% gravimetric humidity (GH) were used in "chips" containing 44 Kb of oligonucleotides, being able to identify 100 differential gene expression in each event, compared with the control plant. Subsequently, contrasting cultivars to drought were used, in different conditions of water stress in the hidroponic system, and cDNA arrays were constructed, getting 145 differential gene expression that encode proteins involved directly and I or indirectly on routes of metabolic response to biotic and abiotic stresses. The groups of genes identified with differential expression during the treatments applied in both experiments were classified into functional categories, including genes involved in the production of energy, of transcription factors, genes involved in different ways anabolics and I or catabolics as amino acids, lipids, carbohydrates and the photosynthetic metabolism, gene responses to stresses, genes that participate in the synthesis of proteins, cell communication, the cell cycle, cellular transport genes with... (Complete abstract click electronic access below) / Orientadora: Eliana Gertrudes Macedo Lemos / Coorientador: Alexandre Lima Nepomuceno / Banca: Ricardo Vilela Abdelnoor / Banca: Lúcia Maria Carareto Alves / Banca: Francismar Corrêa Marcelino / Banca: João Martins Pizauro Junior / Doutor

Orientador: Antonio Evaldo Klar / Banca: João Carlos Cury Saad / Banca: Mariana Fraga S. Muçouçah / Resumo: O presente trabalho objetivou avaliar a tolerancia a seca em seis cultivares de cevada (Borema, Lagoa, BRS . 180, BRS . 195, BRS . 225 e EMB . 128), por meio da imposicao de ciclos de seca em diferentes estagios fenologicos da cultura e tambem, alguns parametros de produtividade. Os tratamentos utilizados foram: tratamento 1 - Vasos irrigados constantemente ate o final do ciclo da cultura; tratamento 2 - Ciclo de seca iniciado aos 45 Dias apos a semeadura (DAS); tratamento 3 - Ciclo de seca iniciado aos 65 DAS e tratamento 4 - Ciclo de seca iniciado aos 83 DAS. Foram avaliados parametros fisiologicos: Resistencia difusiva ao vapor de agua (Rs), Teor relativo de agua (TRA) e Potencial de agua na folha (ƒæf); tambem parametros de produtividade: Altura, Materia seca da parte aerea, Numero de espigas, Tamanho das espigas e peso de graos. Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados: quatro blocos, seis cultivares de cevada e quatro tratamentos, totalizando noventa e seis unidades experimentais. O experimento foi conduzido durante os meses de agosto a novembro de 2005, em estufa plastica localizada na area experimental do Departamento de Engenharia Rural - Faculdade de Ciencias Agronomicas de Botucatu . UNESP. Os dados analisados permitiram concluir que todas as cultivares de cevada apresentaram adaptacao ao deficit hidrico e a cultivar EMB . 128 foi a que mais se adaptou as condicoes de seca. O deficit hidrico quando ocorre na fase de florescimento e grao leitoso afeta com maior severidade o peso de graos. / Abstract: The objective of this research was to study drought tolerance in six barley cultivars (Borema, Lagoa, BRS-180, BRS-195, EMB-128 e BRS-225), with application of cycle of water deficit in differents phenological phases of crop and evaluate yield parameters. The treatments were: treatment 1 - pots constantlly irrigated until hardest; treatment 2 - Cycle of water deficit started 45 days from the sowing (DFS); treatment 3 - Cycle of water deficit started 65 DFS and treatment 4 - Cycle of water deficit started 83 DFS. The following physiological parameters were evaluated: Leaf diffusive resistance to Water vapour (Rs), Relative water content (RWC) and leaf water potential (Øl); yield parameters: height, dry matter of air part, spikes number, spikes size and weight of grains. Pots were arranged in a randomized block with four treatments, four blocks and six barley cultivars, resulting in ninety six vases. The experiment was conducted during months of august to november 2005, at plastic greenhouse localizated in experimental area of Rural Engenieer Department of UNESP – Botucatu. 4 The results showed that all barley cultivars had adaptation to deficit water and the cultivar EMB-128 had better adaptation. When water deficit occur in flowering phase and milky grain the wheight of grain is affected with severity. / Mestre

Orientador: Sergio Valiengo Valeri / Banca: Rinaldo César de Paula / Banca: Vitor Corrêa de Mattos Barretto / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de doses de potássio e níveis de umidade do solo no crescimento de plantas de Corymbia citriodora. Foram aplicadas quatro doses de potássio (0, 40, 80 e 120 mg dm-3) e três níveis de umidade do solo (50-80%, 65-80% e 80% do volume máximo de água retido pelo solo em vaso), combinados em um esquema fatorial 4 x 3. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com seis repetições, e cada parcela foi composta por um vaso contendo duas plantas. Aos 94 dias após o plantio, foram avaliados: porcentagem de sobrevivência, altura, diâmetro do caule, número de folhas, área foliar, massa de matéria seca de folhas, de caule e ramos, da parte aérea, de raízes e total das plantas da parcela, comprimento e diâmetro das raízes, índice de conteúdo de clorofila, concentração de clorofilas, concentração e acúmulo foliar de macronutrientes e eficiência de utilização de potássio nas folhas. O aumento do nível de umidade do solo favoreceu o crescimento das plantas de Corymbia citriodora e a absorção de fósforo, potássio, enxofre e magnésio. A aplicação de potássio não promoveu a amenização dos efeitos negativos da redução da disponibilidade de água no crescimento das plantas / Abstract: The objective of this work was to evaluate the effects of potassium and soil moisture levels on the growth of Corymbia citriodora plants. Four doses of potassium were applied (0, 40, 80 and 120 mg dm-3) and three soil moisture levels were established (50-80%, 65-80% and 80% of maximum soil field capacity). The experiment was a 4 x 3 factorial arrangement of treatments within a randomized complete design with six replications for each treatment and one pot with two plants for each plot. At 94 days after planting, the plant growth parameters: survival percentage, height, stem diameter, leaf number and area, leaf dry mass, stem and branches dry mass, shoot dry mass, root dry mass, total dry mass, length and diameter of roots, chlorophyll content index, chlorophylls concentrations, leaf macronutrient contents and amounts, and efficiency of potassium utilization by leaves were measured. The increase of soil moisture level benefited the growth of Corymbia citriodora plants and phosphorus, sulfur and magnesium uptake. The potassium application did not promote alleviation of negative effects caused by low water availability on plant growth / Mestre