E-Sport, Gaming, AV-Entertainment – diese Bereiche des Lebens sind oft für Menschen, die von Sehbehinderungen und Blindheit betroffen sind (PVI), nicht zugänglich. Das Barrierefreiheitsstärkungsgesetz soll 2025 für mehr digitale Barrierefreiheit sorgen, doch Betroffene bleiben skeptisch, ob die Veränderungen tatsächlich zur Schließung der digitalen Kluft beitragen. Um zu analysieren, wie PVI mit VR interagieren und wie man praxisnah Entwicklung der VR-Gaming Branche beitragen kann, wurde iterativ an der Entwicklung eines Prototypen mit dem Unternehmen Inclusive Gaming gearbeitet. Der Prototyp, eine kosteneffiziente Version von dem Spiel Dreamtrip, wurde in einer nicht-repräsentativen Feldstudie mit Betroffenen getestet und anhand des Immersionsfragebogen von Jennett et al. (2008) auf Orientierungs- und Navigationsleichtigkeit untersucht. Die Studie zeigte eine Tendenz zu tieferer Immersion bei Anwendung des Prototypen, jedoch konnte die Orientierungsleichtigkeit nicht signifikant gesteigert werden. Die Möglichkeit der Netzwerkinteraktion zwischen Head-Mounted-VR-Devices und Computerspielen wird zukünftig von Relevanz für das Unternehmen bleiben. Weiterführende Forschung im Bereich der Orientierungsverbesserung für PVI in VR-Systemen ist notwendig, um das Produkt Launch-Fähig zu machen. Der aufgestellte Kriterienkatalog für VR-Spiele kann zukünftig als Richtlinie zur Entwicklung von zugänglichen VR-Erfahrungen genutzt werden.:I. Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Ziel der Arbeit 1.3 Ablauf der Arbeit II. Theorie 2.1 Sehbehinderungen 2.2 Barrierefreiheit in digitalen Medien 2.2.1 Barrierefreiheit in Computerspielen 2.2.1.1 Audio Games und GVI 2.2.2 Game Accessibility Guidelines 2.3. Virtual Reality 2.4 Game Development aus Design-Sicht 2.4.1 MDA Rahmenwerk 2.4.1.1 Ästhetik 2.4.1.2 Mechanik 2.4.2 APX Dreieck 2.3.3 Zusammenfassung 2.5 Interface 2.6 Iteratives Design 2.6.1 Iteratives Design mit Personen denen besonderen Schutz gebührt 2.6.2 Bewertung von Immersion III. Durchführung 3.1 Kriterienkatalog 3.2 Dreamtrip 3.3 Phase 1 3.3.1 Cardboard VR 3.3.2 SeeingVR und UI Accessibility Plugin 3.4 Phase 2 3.4.1 Hypothese 2 3.4.2 Hypothese 1 3.4.2.1 Unity 3.4.2.2 Evaluierung der Usecases 3.5 Phase 3 3.5.1 Fragerunde 1 3.5.2 Fragenkatalog 3.5.3 Fragerunde 2 IV. Diskussion 4.1 Darstellung der Ergebnisse Phase 3 4.1.1 Fragerunde 1 4.1.2 Fragenkatalog 4.1.3 Fragerunde 2 4.1.3.1 Prototyp Dreamtrip 4.1.3.2 Originalversion Dreamtrip 4.2 Diskussion Phase 3 V. Reflexion 5.1 Zusammenfassung der Ergebnisse und Erfüllung der Zielsetzung 5.2 Limitationen 5.3 Zukunftsausblick

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Water stress, induced by drought or salinity, is the major environmental restriction to plant survive and crop sustainability, specially in semi-arid areas, where they are often associated to high temperatures and high radiation rates. Part of the effects exerted by these abiotic stresses on plant metabolism is mediated by oxidative damage due to an increased production of active oxygen species (AOS). The present study aims to elucidate the interactions and the importance of the catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) enzymatic antioxidants systems in the protection of cowpea leaf tissues [Vigna unguiculata (L.) Walp.] against the oxidative damage induced by water deficit and salinity. The experimental approach adopted, involved 3 different experiments, using PEG-induced water stress or NaCl-induced salt stress, combined to the CAT inhibitor 3-Amino-1,2,4-trizole (3-AT) application. These experiments were conduced under two environmental conditions: in a growth chamber, under controlled conditions, and in a greenhouse, under the typical semiarid conditions of the Brazilian Northeast. PEG and NaCl treatments were applied to the nutritive solution for 72 h, while the 3-AT was daily sprayed in the shoot. The osmotic stress induced by PEG or NaCl caused acute declines in the transpiration rates, due to increase in stomatal resistance, as well as an intense growth reduction, in the plants cultivated in the greenhouse conditions. The osmotic stressed plants presented significant increases on lipid peroxidation and on the ascorbate content, in addition to a CAT activity reduction. The osmotic stress and 3-AT combination raised the APX activity levels that counteracted, at least in part, the CAT absence. The fall in the CAT activity was related to a strong mRNA expression restraint, followed by an up-regulation of the cytosolic APX mRNA. These results indicate the presence of a controlled synchrony between the expression and enzymatic activity of these antioxidant systems, in the regulation and detoxification of the AOS produced in plant cells, during environmental stresses situations. / O estresse hÃdrico induzido por seca ou salinidade à a principal restriÃÃo ambiental à sobrevivÃncia das plantas e sustentabilidade das culturas, principalmente nas regiÃes semiÃridas, onde estÃo frequentemente associados a altas temperaturas e taxas de luminosidade. Uma grande parte dos efeitos destes estresses ambientais no metabolismo das plantas à mediada por danos oxidativos devido ao aumento na produÃÃo de espÃcies ativas de oxigÃnio (AOS). O presente estudo se propÃs a estudar a interaÃÃo e a importÃncia dos sistemas antioxidantes enzimÃticos da catalase (CAT) e da peroxidase de ascorbato (APX) na proteÃÃo dos tecidos foliares de feijÃo caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp.] contra os danos oxidativos induzidos por condiÃÃes de deficiÃncia hÃdrica e salinidade. Para isso, foi utilizada uma abordagem experimental envolvendo 3 experimentos, utilizando combinaÃÃes de estresse hÃdrico, induzido por polietilenoglicol (PEG), ou salino, induzido por NaCl, com a pulverizaÃÃo do inibidor de catalases 3-Amino-1,2,4-Triazol (3-AT). Estes experimentos foram, ainda, realizados em duas condiÃÃes ambientais: uma em cÃmara de crescimento sob condiÃÃes controladas e em casa de vegetaÃÃo, sob condiÃÃes tÃpicas do semi-Ãrido. O PEG e o NaCl foram aplicados na soluÃÃo nutritiva durante 72 h, e o 3-AT pulverizado diariamente na parte aÃrea. O estresse osmÃtico causado pela aplicaÃÃo de PEG ou de NaCl induziu uma forte reduÃÃo na transpiraÃÃo, associada a uma maior resistÃncia estomÃtica, e uma acentuada reduÃÃo no crescimento nas plantas submetidas as condiÃÃes de casa de vegetaÃÃo. Houve um considerÃvel aumento na peroxidaÃÃo de lipÃdeos e do conteÃdo do antioxidante ascorbato das plantas tratadas, bem como uma diminuiÃÃo da atividade de CAT. As plantas submetidas a uma combinaÃÃo de estresse osmÃtico e a aplicaÃÃo do 3-AT apresentaram um acentuado aumento da atividade da enzima APX, compensando, em parte a ausÃncia da atividade da enzima CAT. Esta diminuiÃÃo da atividade enzimÃtica de CAT foi acompanhada por uma forte repressÃo dos mRNAs para esta enzima, enquanto que houve uma induÃÃo dos mRNAs da APX citossÃlica. Estes resultados indicam que hà uma controlada sincronia entre a expressÃo e a atividade enzimÃtica destes dois sistemas, na regulaÃÃo e desintoxicaÃÃo das AOS produzidas na cÃlula vegetal, durante situaÃÃes de estresse ambiental.

SOUSA, Rachel Hellen Vieira de. Silenciamento de peroxidase do ascorbato peroxissomal induz mudanças antioxidantes capazes de atenuar estresse oxidativo induzido por excesso de H2O2 na deficiência de catalase. 2014. 93 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-06-29T12:54:56Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_rhvsousa.pdf: 1853718 bytes, checksum: da11921f6237d61d7d067fa8e43834c7 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T20:13:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_rhvsousa.pdf: 1853718 bytes, checksum: da11921f6237d61d7d067fa8e43834c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T20:13:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_rhvsousa.pdf: 1853718 bytes, checksum: da11921f6237d61d7d067fa8e43834c7 (MD5) Previous issue date: 2014 / The ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT) are the most important enzymes in removing H2O2 of plant cells. Both are present in peroxisomes. In high photorespiration, the amount of H2O2 in peroxisomes is increased, due to greater activity of glycolate oxidase (GO), enzyme producer of H2O2. Catalase has greater involvement in the removal of H2O2 presenting a high Km and the ability to scavenge higher concentrations of H2O2 than APX. The importance of the peroxisomal isoform of APX in antioxidant metabolism of plant cells is still unknown. There are few papers in literature reporting the role of pAPX. Thus, we performed this work with the objective of evaluating the effect of catalase inhibition in rice plants (APX4) silenced in APX’s peroxisomal isoform. Initially, it was performed a characterization work of three lines of APX4 (Lg, Lh and Lj), aiming to select one line for future studies. It was observed lower GO activity and a slight increase in net photosynthesis in the three mutant lines. Based on biochemical, physiological and photosynthetic parameters, APX4-Lg line was chosen. The APX4 silencing resulted in suppression of expression of the other peroxisomal isoform, APX3. Subsequently, experiments were conducted with catalase inhibition by aminotriazole (AT) in plants NT and APX4. Mutant plants had less electrolyte leakage than NT plants when catalase was inhibited. The synthesis of GSH in the absence of CAT was higher in NT plants. After CAT inhibition, GPX activity increase was higher in APX4 than in NT plants. In order to induce a greater effect of the CAT absence, an experiment was performed combining CAT inhibition with light (1000 μmol photons m -2 s -1), in leaf segments. Similar to the results found in plants, APX4 suffered less than NT plants, with catalase inhibition. APX4 plants also showed higher Fv/Fm, lower electrolyte leakage and lower accumulation of H2O2, in AT+light treatment. Experiments with inhibition of GO were also conducted in order to reduce photorespiration. These results show that plants silenced in APX4 exhibited greater tolerance to inhibition of catalase by a new redox homeostasis able to cope with the catalase inhibition. Further studies are needed to elucidate the mechanisms that APX4 plants have developed to provide better acclimation to catalase inhibition. / As enzimas Peroxidase do ascorbato (APX) e catalase (CAT) são as mais importantes na remoção de H2O2 nas células vegetais. Ambas estão presentes nos peroxissomos. Em elevada fotorrespiração a quantidade de H2O2 nos peroxissomos é aumentada, em função de uma maior atividade de glicolato oxidase (GO), enzima produtora de H2O2. A catalase se destaca na remoção de H2O2 por possuir um Km elevado e ser capaz de eliminar maiores concentrações de H2O2 do que a APX. A importância da isoforma peroxissomal da APX no metabolismo antioxidante das células vegetais ainda é desconhecida. Há poucos trabalhos na literatura que estudam a papel da APXp. Para tanto, realizamos esse trabalho com o objetivo de avaliar o efeito da inibição da catalase em plantas de arroz (APX4) silenciadas em uma isoforma peroxissomal de APX. Inicialmente foi realizada uma caracterização de três linhagens de APX4 (Lg, Lh e Lj), com o objetivo de selecionar uma para estudos futuros. Foi observado uma menor atividade de GO e um leve aumento na fotossíntese liquida nas três linhagens mutantes. Com base em parâmetros bioquímicos, fisiológicos e fotossintéticos, foi escolhida a linhagem APX4-Lg. O silenciamento da APX4 resultou em supressão da expressão da outra isoforma peroxissomal, APX3. Posteriormente, foram realizados experimentos inibindo a catalase com aminotriazol (AT) em plantas NT (não transformadas) e APX4. As plantas mutantes tiveram um menor vazamento de eletrólitos do que as NT, com a inibição da catalase. A síntese de GSH (glutationa reduzida), na ausência de CAT, foi maior nas plantas NT. Com a inibição da CAT a atividade de GPX (peroxidade da glutationa) aumentou mais nas plantas APX4. Com o objetivo de induzir uma maior efeito da ausência de CAT, foi realizado um experimento combinando inibição CAT com luz (1000 μmol fótons m-2s-1), em segmentos. Semelhante ao resultados encontrados em plantas, as plantas APX4 sofreram menos com a inibição da catalase. Visto que no tratamento de AT+luz as plantas mutantes, comparadas com as NT, apresentaram maior Fv/Fm, menor vazamento de eletrólitos e menor acumulação de H2O2. Experimentos com inibição de GO também foram conduzidos, com o intuito de reduzir a fotorrespiração. Estes resultados mostram que as plantas silenciadas em APX4 apresentam uma maior tolerância a inibição da catalase através de uma nova homeostase redox capaz de lidar melhor com ausência de catalase. Estudos posteriores são necessários para elucidar quais mecanismos as plantas APX4 desenvolveram para conferir a elas uma melhor aclimatação a ausência de catalase.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As enzimas Peroxidase do ascorbato (APX) e catalase (CAT) sÃo as mais importantes na remoÃÃo de H2O2 nas cÃlulas vegetais. Ambas estÃo presentes nos peroxissomos. Em elevada fotorrespiraÃÃo a quantidade de H2O2 nos peroxissomos à aumentada, em funÃÃo de uma maior atividade de glicolato oxidase (GO), enzima produtora de H2O2. A catalase se destaca na remoÃÃo de H2O2 por possuir um Km elevado e ser capaz de eliminar maiores concentraÃÃes de H2O2 do que a APX. A importÃncia da isoforma peroxissomal da APX no metabolismo antioxidante das cÃlulas vegetais ainda à desconhecida. Hà poucos trabalhos na literatura que estudam a papel da APXp. Para tanto, realizamos esse trabalho com o objetivo de avaliar o efeito da inibiÃÃo da catalase em plantas de arroz (APX4) silenciadas em uma isoforma peroxissomal de APX. Inicialmente foi realizada uma caracterizaÃÃo de trÃs linhagens de APX4 (Lg, Lh e Lj), com o objetivo de selecionar uma para estudos futuros. Foi observado uma menor atividade de GO e um leve aumento na fotossÃntese liquida nas trÃs linhagens mutantes. Com base em parÃmetros bioquÃmicos, fisiolÃgicos e fotossintÃticos, foi escolhida a linhagem APX4-Lg. O silenciamento da APX4 resultou em supressÃo da expressÃo da outra isoforma peroxissomal, APX3. Posteriormente, foram realizados experimentos inibindo a catalase com aminotriazol (AT) em plantas NT (nÃo transformadas) e APX4. As plantas mutantes tiveram um menor vazamento de eletrÃlitos do que as NT, com a inibiÃÃo da catalase. A sÃntese de GSH (glutationa reduzida), na ausÃncia de CAT, foi maior nas plantas NT. Com a inibiÃÃo da CAT a atividade de GPX (peroxidade da glutationa) aumentou mais nas plantas APX4. Com o objetivo de induzir uma maior efeito da ausÃncia de CAT, foi realizado um experimento combinando inibiÃÃo CAT com luz (1000 μmol fÃtons m-2s-1), em segmentos. Semelhante ao resultados encontrados em plantas, as plantas APX4 sofreram menos com a inibiÃÃo da catalase. Visto que no tratamento de AT+luz as plantas mutantes, comparadas com as NT, apresentaram maior Fv/Fm, menor vazamento de eletrÃlitos e menor acumulaÃÃo de H2O2. Experimentos com inibiÃÃo de GO tambÃm foram conduzidos, com o intuito de reduzir a fotorrespiraÃÃo. Estes resultados mostram que as plantas silenciadas em APX4 apresentam uma maior tolerÃncia a inibiÃÃo da catalase atravÃs de uma nova homeostase redox capaz de lidar melhor com ausÃncia de catalase. Estudos posteriores sÃo necessÃrios para elucidar quais mecanismos as plantas APX4 desenvolveram para conferir a elas uma melhor aclimataÃÃo a ausÃncia de catalase. / The ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT) are the most important enzymes in removing H2O2 of plant cells. Both are present in peroxisomes. In high photorespiration, the amount of H2O2 in peroxisomes is increased, due to greater activity of glycolate oxidase (GO), enzyme producer of H2O2. Catalase has greater involvement in the removal of H2O2 presenting a high Km and the ability to scavenge higher concentrations of H2O2 than APX. The importance of the peroxisomal isoform of APX in antioxidant metabolism of plant cells is still unknown. There are few papers in literature reporting the role of pAPX. Thus, we performed this work with the objective of evaluating the effect of catalase inhibition in rice plants (APX4) silenced in APXâs peroxisomal isoform. Initially, it was performed a characterization work of three lines of APX4 (Lg, Lh and Lj), aiming to select one line for future studies. It was observed lower GO activity and a slight increase in net photosynthesis in the three mutant lines. Based on biochemical, physiological and photosynthetic parameters, APX4-Lg line was chosen. The APX4 silencing resulted in suppression of expression of the other peroxisomal isoform, APX3. Subsequently, experiments were conducted with catalase inhibition by aminotriazole (AT) in plants NT and APX4. Mutant plants had less electrolyte leakage than NT plants when catalase was inhibited. The synthesis of GSH in the absence of CAT was higher in NT plants. After CAT inhibition, GPX activity increase was higher in APX4 than in NT plants. In order to induce a greater effect of the CAT absence, an experiment was performed combining CAT inhibition with light (1000 μmol photons m -2 s -1), in leaf segments. Similar to the results found in plants, APX4 suffered less than NT plants, with catalase inhibition. APX4 plants also showed higher Fv/Fm, lower electrolyte leakage and lower accumulation of H2O2, in AT+light treatment. Experiments with inhibition of GO were also conducted in order to reduce photorespiration. These results show that plants silenced in APX4 exhibited greater tolerance to inhibition of catalase by a new redox homeostasis able to cope with the catalase inhibition. Further studies are needed to elucidate the mechanisms that APX4 plants have developed to provide better acclimation to catalase inhibition.

CARVALHO, Fabrício Eulálio Leite. Chloroplast redox metabolism and npq regulation in arabidopsis and rice exposed to excessive light: new insights into psii photoprotection mechanisms. 2016. 171 f. Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Aline Mendes (alinemendes.ufc@gmail.com) on 2016-08-22T20:11:28Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_felcarvalho.pdf: 30686669 bytes, checksum: 85dc625a7c251e2887eb83f7896091be (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-08-23T18:27:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_felcarvalho.pdf: 30686669 bytes, checksum: 85dc625a7c251e2887eb83f7896091be (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-23T18:27:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_felcarvalho.pdf: 30686669 bytes, checksum: 85dc625a7c251e2887eb83f7896091be (MD5) Previous issue date: 2016 / Plants are sessile organisms, which evolved from aquatic environment to land. This crucial change in habitat opened a new word of resources, but also generated numerous adaptive challenges. Among these defies, sustain photosynthesis under an excessive light environment consist in one of the most important adverse factors to be overcame by plants. Excessive light is defined as the light absorbed by plants, which exceeds their photosynthetic capacity. Under such conditions, the over-accumulation of oxygen reactive species (ROS) could lead to impairment on photosystem two reaction centers (RCII), generating photoinhibition and affecting negatively crop productivity. In this sense, the development of photoprotective mechanisms was essential for plants surviving. Among such mechanisms, non-photochemical quenching (NPQ) and antioxidative metabolism have been intensively studied. However, the real importance of such photoprotective mechanisms and the possible integrative processes which connect NPQ and redox metabolism still not totally understood. The present study addressed to comprehend the integrative mechanisms underlying NPQ and antioxidative processes in two different plants species: one classic plant model (Arabidopsis thaliana) and one important crop model (Oryza sativa). In order to reach such objectives, first was employed new fluorimetric-based methodologies related to photoinhibition quantification, involving photochemical quenching measured in the dark subsequently illumination (qPd) and the fraction of NPQ formed which was related to photoprotection (pNPQ). The use of this methodology was well succeed with A.Thaliana plants under an important physiological problem: light tolerance during plant ontogenesis. The importance of ROS accumulation during less tolerant developmental phases (juvenile and senescent) and chlorophyll concentrations were discussed. Subsequently, the mechanisms underlying pNPQ formation were investigated in the same model, which revealed the importance of combined adjustments in PsbS protein expression, delta pH formation and zeaxanthin/violaxanthin pigment contents for phototolerance during A. thaliana ontogenesis. The importance of total xanthophyll pool in pNPQ generation was evaluated. Finally, the current study attempted to employ the methodology involving qPd in a crop model (rice) knockdown for thylakoidal ascorbate peroxidase isoform (APX8 proteins; apx8 = transformed plants). The data revealed new importance for APX8, which were more sensitive to light, specially under moderate growth light (400 µmol m-2 s-1) compared with non-transformed (NT). Transformed apx8 plants accumulated less chlorophyll, over-accumulated H2O2 and presented impairment on thermal component of NPQ (qE) formation. Under high light intensities growth conditions (4 days), apx8 plants activated compensatory mechanisms which were probably effective as photoprotective mechanism. / Plantas são organismos sésseis e por sua natureza precisaram desenvolver diversos mecanismos ligados a maximização da utilização dos recursos primordiais disponíveis para sua sobrevivência nas mais diversas condições ambientais. Em condições ambientais ótimas de crescimento, a intensidade de energia absorvida a partir da luz incidente equivale a demanda energética exercida pela atividade metabólica circunstancial da planta. Entretanto, na quase totalidade dos casos, tais condições não existem na natureza. O excesso de luz é caracterizado por uma condição ambiental na qual o organismo vegetal é submetido a uma quantidade de energia luminosa mais alta do que a capacidade de utilização nas reações bioquímicas que compõem o metabolismo celular necessário para o crescimento normal do indivíduo. Sendo assim, o excesso de luz pode ser consequência de altas intensidades de luz incidente ou devido a restrições nas reações de consumo de poder redutor, especialmente assimilação de CO2. Portanto, plantas submetidas a estresse salino por exemplo, o qual está muitas vezes associado a uma restrição de natureza estomática, podem apresentar estresse de excesso de luz, mesmo sob intensidades moderadas de luz incidente. A energia excedente pode aumentar a probabilidade da ocorrência de reações colaterais tais como a formação das espécies reativas de oxigênio (EROS). Essas moléculas de alta reatividade podem gerar diversos efeitos negativos para o funcionamento celular, incluindo desnaturação de proteínas, peroxidarão lipídica de membranas e fotoinibição da atividade do fotossistema II (PSII). A ocorrência de fotoinibição é extremamente negativa para o crescimento e desenvolvimento vegetal, afetando a produção de alimentos global. Entretanto, pressões evolutivas causadas pela seleção natural conduziram ao aparecimento de diversos mecanismos de proteção fotooxidativa. Entre as respostas de fotoproteção acionadas em vegetais, duas merecem especial destaque: a dissipação de energia na forma de calor (componente qE do quenching não-fotoquímico - NPQ) e a modulação da expressão de genes ligados a rotas de síntese de antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos. Em uma perspectiva sistêmica, entretanto, nenhuma dessas respostas ocorre de maneira isolada em uma célula vegetal. Contrariamente, esses mecanismos interagem de maneira contínua e interdependente, partilhando substratos e rotas de sinalização, e, deste modo, conduzindo à aclimatação da planta às condições de excesso de luz. O presente estudo de doutorado objetivou primariamente aprofundar os conhecimentos existentes acerca dos papéis do NPQ na fotoproteção de plantas. Com esse intuito, plantas modelo da espécie Arabidopsis thaliana foram utilizadas para entender as dinâmicas fotossintéticas em resposta ao excesso de luz. Uma metodologia pioneira para a detecção de fotoinibição, baseada em técnicas de fluorimetria da clorofila a relacionadas à quantificação do quenching fotoquímico medido no escuro, subsequente a um período de iluminação (qPd) foi utilizada. Essa metodologia permite a quantificação dos primeiros indícios de fechamento permanente dos centros de reação do PSII (RCII) e possibilita a quantificação da fração de NPQ que de fato contribui para a fotoproteção (pNPQ). Plantas de Arabidopsis de diferentes idades foram utilizadas, objetivando-se a aplicação da metodologia em um problema fisiológico relevante. Os resultados obtidos nesse estudo são apresentados no capítulo 2 do pressente trabalho e evidenciam que: a) plantas de Arabidopsis apresentam maior susceptibilidade a fotoinibição nas fases juvenil e senescente da ontogênese, b) a fotoproteção foi positivamente associada com a maior eficiência de formação do pNPQ e conteúdo total de clorofilas; c) a maior susceptibilidade a fotoinibição foi coincidiu com acúmulo de EROS nas fases juvenil e senescente e d) o uso da técnica baseada no qPd foi bem sucedido, evidenciando o potencial para futuras aplicações em outros contextos fisiológicos. Posteriormente, buscou-se um maior entendimento acerca dos mecanismos inerentes ao parâmetro pNPQ. Utilizou-se uma abordagem simplificada consistindo em apenas três fases ontogenéticas de plantas de Arabidopsis no intuito de investigar os processos de conhecido envolvimento com a formação do qE, ΔpH, relação violoxantina/zeaxantina e quantidade da proteína PsbS. Esses dados estão relacionados no capítulo 3 do presente trabalho e evidenciam que: a) plantas senescentes e juvenis apresentam menor quantidade de PsbS e formação de ΔpH respectivamente em comparação a plantas maduras, b) as plantas maduras apresentam maior quantidade de pigmentos xantofilas, o que em combinação com maiores níveis de clorofila reportados anteriormente podem explicar uma maior eficiência e potencial na formação de qE, o qual estaria intimamente ligado ao pNPQ. Finalmente, o presente trabalho de doutorado buscou a aplicação dos conhecimentos gerados acerca das novas técnicas de detecção da fotoinibição e pNPQ em uma planta modelo de interesse agronômico, arroz (Oryza sativa). Objetivando-se investigar a relação das EROS com os processos de fotoproteção associados ao pNPQ, plantas de arroz silenciadas por meio de RNAi para a expressão das APX de tilacóides (APX8) foram empregadas. Os resultados obtidos nesses estudos se encontram no capítulo 4 da presente tese e evidenciam que: a) em luz moderada, plantas silenciadas (apx8) apresentam maior susceptibilidade a fotoinibição associada a menor acúmulo de biomassa e menor produtividade, b) essas características das plantas apx8 provavelmente estiveram ligadas a menor eficiência de formação de pNPQ e qE, c) as diferenças relacionadas ao pNPQ provavelmente estiveram associadas com menor conteúdo de clorofilas e acúmulo de EROS nas plantas apx8, evidenciando novamente a importância desses fatores com a capacidade de fotoproteção em plantas e d) em condições de aclimatação ao excesso de luz, a ausência da APX8 é compensada por outras peroxidases, levando a redução nos níveis de EROS e provavelmente recuperação dos níveis de clorofila, que levam a uma recuperação do fenótipo evidenciado em luz moderada.Conclui-se com a presente tese que o uso das metodologias relacionadas a determinação do qPd para estudos de integridade dos RCII foi eficaz para duas espécies distintas, Arabidopsis thaliana e Oryza sativa. Adicionalmente, os resultados indicam que a eficiência de formação do pNPQ parece ser um fator determinante para a capacidade de fotoproteção, que por sua vez é dependente do conteúdo de pigmentos fotossintéticos, especialmente clorofila e carotenoides, assim como eficiência do metabolismo antioxidativo. Essas relações são primeiramente descritas no presente trabalho de doutorado e apresentam potencial de aplicação futura em estudos envolvendo obtenção de plantas mais tolerantes ao excesso de luz. Tais condições de excesso de luz são recorrentes em diversas regiões do mundo, mas especialmente importantes em regiões do semiárido do nordeste do Brasil, onde se encontram em combinação com outros fatores de estresse abiótico, tais como seca e alta salinidade do solo. Espera-se com essas descobertas, contribuir para o conhecimento científico da área de bioquímica vegetal e, posteriormente, possibilitar sua aplicação em âmbito do desenvolvimento agrícola regional.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-03-03T19:55:15Z No. of bitstreams: 1 ErikaCristinaPinheiroDeCastro_DISSERT.pdf: 2706231 bytes, checksum: fd12403d1b13d2a828b00af3b56d6cc1 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-03-07T21:59:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ErikaCristinaPinheiroDeCastro_DISSERT.pdf: 2706231 bytes, checksum: fd12403d1b13d2a828b00af3b56d6cc1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-07T21:59:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ErikaCristinaPinheiroDeCastro_DISSERT.pdf: 2706231 bytes, checksum: fd12403d1b13d2a828b00af3b56d6cc1 (MD5) Previous issue date: 2013-12-18 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / O consumo mundial de ?leos vegetais aumentou nos ?ltimos anos devido sua aplica??o na ind?stria aliment?cia, qu?mica, farmac?utica e, recentemente energ?tica. Todavia, as sementes oleaginosas das quais esses ?leos s?o extra?dos envelhecem rapidamente, comprometendo o cultivo e a produtividade destas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do envelhecimento sobre a coordena??o dos sistemas antioxidantes da catalase (CAT) e da ascorbato peroxidase (APX) em c?rtamo e girassol. Para tanto, sementes foram submetidas a envelhecimento acelerado por 3, 6 e 9 dias e cultivadas em papel-toalha umedecido durante 72h. Adicionalmente, antes de serem submetidas ao envelhecimento acelerado, sementes de girassol foram pr?- tratadas por osmopriming com 10 mM de ascorbato (ASC) ou 3 amino 1,2,4 triazole(3-AT), inibidor espec?fico da CAT. O m?todo de envelhecimento artificial utilizado foi eficiente para ambas esp?cies, pois promoveu diminui??o na germina??o, no desenvolvimento de pl?ntulas e no crescimento destas, principalmente no c?rtamo. O envelhecimento provocou inibi??o da atividade CAT para ambas as esp?cies e para compensar tal inibi??o, o girassol aumentou a express?o do mRNA desta enzima, enquanto o c?rtamo mobilizou mais a atividade da APX. A an?lise da express?o da malato sintase e do conte?do de a?ucares demonstrou que o girassol consome suas reservas lip?dicas no estado quiescente, enquanto o c?rtamo ? mais dependente dos carboidratos. O pr?-tratamento com 3-AT inibiu a atividade CAT e estimulou a da APX, enquanto o ASC atuou de forma inversa nesses sistemas. Nenhum dos tratamentos recuperou o decl?nio fisiol?gico decorrente do envelhecimento. Conclui-se que o envelhecimento alterou significativamente o metabolismo antioxidante das oleaginosas e, apesar das varia??es interespec?ficas na resposta a esse processo, a deple??o do sistema antioxidante da CAT foi comum, deforma que a mensura??o da atividade desta enzima pode ser utilizada para identifica??o de lotes de sementes envelhecidas. / World consumption of vegetable oils has increased in recent years because of its application in food, chemical, pharmaceutical and, more recently, energy industry. However, oilseeds, which these oils are extracted, have low viability, affecting the cultivation and productivity of these species. The aim of this study was to analyze the effect of aging on the coordination of catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) antioxidant systems in safflower and sunflower. . Therefore, seeds were subjected to accelerated aging for 3, 6 and 9 days and grown in moistened paper towel for 72 hours. Additionally, before accelerated aging, sunflower seeds were pretreated by osmopriming with 10 mM ascorbate (ASC) or 3 amino 1,2,4 triazol (3-AT), a specific inhibitor of CAT activitie. The method of artificial aging used was efficient in both species, because it caused a decrease in germination, seedling development and growth, especially in safflower. The aging caused inhibition of CAT activity for both species and to compensate for such inhibition , sunflower increased mRNA expression of this enzyme , while safflower mobilized over the activity of APX. Analysis of the expression of malate synthase and sugar content demonstrated that sunflower seeds consumes lipid reserves in quiescent state, while the safflower is more dependent on carbohydrate. Pretreatment with 3-AT inhibited CAT activity and stimulated the APX, though with ASC acted reverse on these systems. None of the treatments recovered the physiological decline aging. It is concluded that aging change the oilseeds antioxidant metabolism, despite interspecies variations in response to this process, the depletion of the CAT antioxidant system was common. Because of this we propose that the measurement of CAT activity can be used to identify aging seed lots.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

This thesis deals with calculation of THD dependency on signal frequency and calculation of Rub & buzz distortion using MATLAB software. Thesis includes generation of signals suited for THD measurement, playback and recording using sound card and APx series 500 device. The APx device controlling and data acquisition by MATLAB is also addressed. Loudspeaker electric model is discussed for the use of Rub & buzz measurement.

A complete proteome analysis of the chloroplast stroma, using 2D-PAGE, from spinach and Arabidopsis was performed. To improve the identification of proteins a computer program named SPECLUST was used. In SPECLUST, peak masses that are similar in many spots cluster together because they originate from the same protein with different locations on the gel. Within this program peaks in a cluster can be investigated in detail by peaks-in-common, and the unidentified masses that differ between spots in a cluster could be caused by protein modifications, which was analysed further by MS/MS. The thylakoid is an internal membrane system in the chloroplast where protein complexes involved in photosynthesis are housed. Enclosed in the thylakoid membrane is the chloroplast lumen, with a proteome estimated to contain 80-200 different proteins. Because the chloroplast lumen is close to the photosynthesis machinery in the plant, one can expect that the lumen proteome will change depending on if the plant is dark or light adapted. DIGE analysis of lumen proteins found that 15 lumen proteins show increased relative abundance in light-adapted plants. In addition co-expression analysis of lumen protein genes suggests that the lumen protein genes are uniformly transcriptionally regulated, not only by light but in a general manner. Plastocyanin is one of the proteins involved in the electron transfer in photosynthesis. Two homologous plastocyanin isoforms are encoded by the genes PETE1 and PETE2 in the nuclear genome of Arabidopsis, where PETE2 is the more abundant isoform. Knockout mutants of each of the plastocyanin isoforms shows that a 90% reduction of plastocyanin levels affects rates of photosynthesis and growth only slightly. A corresponding over-expression of plastocyanin in each of the two knockout mutants results in essentially wild-type photosynthetic performance. Reduced plastocyanin levels make the plant sensitive to Cu stress and therefore plastocyanin plays a major role as a Cu sink. A by-product of photosynthesis is hydrogen peroxide, which may be harmful for the plant. The discovery that an abundant protein found in the chloroplast lumen, TL29, shared sequence homology to Ascorbate Peroxidase (APX) was therefore of interest. We have evidence that TL29 is not an APX protein; it lacks the heme-binding active site and shows no activity. TL29 is located in the grana region and is electrostaticaly attached to the thylakoid membrane. It has four isoforms, with different pIs, both in the native and denatured form. It has no interaction with ascorbate, when compared to raAPX1. TL29 has two cysteine residues and one of them seems to have redox-regulated function, proposing that it may interact with other proteins close to PSII.