Hypericum polyanthemum é uma planta nativa do Sul do Brasil que contém compostos como flavonóides, taninos, derivados de floroglucinol (uliginosina B) e benzopiranos: HP1 (6-isobutiril-5,7-dimetóxi-2,2-dimetilbenzopirano), HP2 (7-hidróxi-6-isobutiril-5- metóxi-2,2-dimetilbenzopirano), e HP3 (5-hidróxi-6-isobutiril-7-metóxi-2,2- dimetillbenzopirano). Esses metabólitos são responsáveis por uma série de atividades biológicas como inibidores da monoaminoxidase (IMAO), antiproliferativa e antitumoral. No presente trabalho modificações na biomassa vegetal e no teor de metabólitos bioativos de plantas de H. polyanthemum cultivadas sob condições controladas e após 18 semanas de aclimatação foram investigadas após elicitação com o fungo Nomuraea rileyi através da adição do microrganismo liofilizado e pulverizado (LP), ou liofilizado, autoclavado e pulverizado (LAP) por curtos e longos períodos de tempo. Plantas cultivadas sob condições controladas tratadas com LAP demonstraram aumento na concentração dos benzopiranos HP1, HP2 e HP3 enquanto LP provocou efeito negativo ou ainda, não alterou a síntese destes compostos. Porém, baixos níveis do floroglucinol uliginosina B foram detectados em todos os tratamentos. Tratamentos com LAP por longos períodos de tempo em plantas cultivadas a campo provocaram aumento de biomassa (2x) e a análise química demonstrou elevação do teor de compostos fenólicos totais nas partes vegetativas das plantas submetidas a todos os tratamentos. Ainda, a análise apontou um diferente grau de acúmulo dos metabólitos, com maiores teores de HP1, HP2, HP3 e uliginosina B sendo encontrados nas partes reprodutivas das plantas tratadas com LAP. A elevação dos metabólitos bioativos em resposta ao elicitor fúngico sugere que estes compostos são induzíveis na resposta de defesa de H. polyanthemum. Os resultados obtidos nesse trabalho são relevantes em virtude da planta não sofrer danos. Assim, o sistema descrito representa uma nova abordagem em pesquisas com plantas visando otimizar condições para a produção de biomassa e metabólitos secundários de interesse medicinal. / Hypericum polyanthemum is a native plant of South Brazil that contains compounds such as flavonoids, tannins, phloroglucinol derivatives (uliginosin B) and benzopyrans: HP1 (6-isobutyryl-5,7-dimethoxy-2,2-dimethylbenzopyran), HP2 (7-hydroxy-6-isobutyryl-5- methoxy-2,2-dimethylbenzopyran), and HP3 (5-hydroxy-6-isobutyryl-7-methoxy-2,2- dimethylbenzopyran). These metabolites are responsible for biological activities such as monoamine oxidase inhibitor, antiproliferative and antitumoral. In this work changes in biomass and bioactive metabolites after elicitation with the fungi Nomuraea riley added as freeze dried culture (DC) or as freeze dried autoclaved cell powder (DACP) for short and long periods of time have been investigated in Hypericum polyanthemum plants grown under controlled conditions and after 18 weeks of field acclimatization. Plants treated with DACP showed increased concentrations of the benzopyrans while the DC affected negatively or did not alter the synthesis of these compounds. Nevertheless, low levels of uliginosin B were detected in all treatments. Long time treatment of field grown acclimatized plants with DACP triggered plant growth doubling the biomass and chemical analyses demonstrated increased total phenolic compounds yields in the vegetative parts of plants submitted to the treatments. Furthermore, the analysis showed different pattern of metabolites accumulation, with higher yields of benzopyrans and uliginosin B accumulated in the reproductive parts of the plants treated with DACP during all experiment. The elevation of bioactive metabolites levels in response to the elicitor suggests that these compounds are inducible in plant defense response of H. polyanthemum. The results obtained are relevant since the plant did not suffer injury. Then, the system described represents a new approach in plant research aimed to optimize the conditions for biomass and accumulation of secondary metabolites.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:48:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo114_1.pdf: 2374682 bytes, checksum: 151ef8bbb23814741acb99c916c2e044 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / A compreensão dos vários mecanismos de defesa vegetal tornou-se uma área central nas pesquisas mundiais. Em plantas, uma primeira linha de defesa contra invasores inclui uma variedade de peptídeos antimicrobianos, tais como defensinas - uma classe de pequenos peptídeos básicos, ricos em cisteínas, distribuídos por todos os reinos. A crescente disponibilidade de genomas completos recentemente sequenciados, grandes quantidades de sequências expressas (ESTs Expressed Sequence Tags) e o desenvolvimento de tecnologias computacionais ofereceram vários recursos e algoritmos que possibilitaram a aplicação de abordagens baseadas em bioinformática para identificar potenciais peptídeos antimicrobianos. Assim, o presente trabalho visou ao desenvolvimento de uma rotina computacional para identificar e caracterizar prováveis defensinas nos genomas vegetais atualmente sequenciados. Tal rotina foi desenvolvida com base em programas de computadores gratuitos disponíveis pela internet, envolvendo a integração de dados provindos de sequências, reconhecimento de padrões e motivos conservados em proteínas, perfil diferencial de expressão, análise evolutiva e modelagem comparativa. Um exemplo da aplicabilidade dessa rotina foi demonstrado usando o genoma expresso da cana-de-açúcar, evidenciando a presença de 17 sequências de prováveis defensinas, evolutivamente relacionadas com peptídeos com atividade antifúngica descritos em outras espécies. Em cana-de-açúcar parecem existir seis grupos de defensinas envolvidas na defesa do organismo, cujos membros, apesar de bastante similares, apresentam um padrão de expressão tecidual específico. A resolução da estrutura tridimensional através de modelagem comparativa mostrou peptídeos globulares anfifilícos altamente compactos, estabilizados por quatro pontes de cisteínas. A rotina estabelecida se mostrou eficaz e potencialmente aplicável tanto às defensinas como a qualquer classe de peptídeos antimicrobianos. O presente trabalho incluiu também revisões sobre o estado de arte atual das pesquisas com defensinas vegetais, sua identificação e os principais bancos de dados que as compõem, revelando que a eficiência da estratégia utilizada em cana-de-açúcar, especialmente se integrada a dados oriundos de diversas fontes. Informações preliminares como as presentemente apresentadas são fundamentais para a escolha de moléculas com potencial antimicrobiano para o desenvolvimento de produtos farmacológicos

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:04:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4808_1.pdf: 981808 bytes, checksum: 582f5e3452313f5f312fac4b799ba484 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta tese, as espécies de árvores do Centro de Endemismo Pernambuco foram analisadas quanto aos aspectos biogeográficos e ecológicos, quanto aos fatores preditores de variação na diversidade regional e quanto aos fatores preditores de vulnerabilidade regional. As análises, divididas em três capítulos, foram realizadas a partir da compilação de informações sobre ecologia e distribuição espacial de espécies de árvores no Centro Pernambuco, bem como suas ocorrências em outras formações vegetacionais do Brasil. No primeiro capítulo os resultados mostraram que os cinco tipos de vegetação deste centro de endemismo possuem espécies de árvores com diferentes tipos de frutos e síndromes de dispersão. Além disso, foi observado que o intercâmbio biótico desse centro com outras formações vegetacionais do Brasil é ecologicamente diferenciado e espacialmente dirigido entre tipos específicos de vegetação. No segundo capítulo, os resultados mostraram que a riqueza de espécies na escala regional não depende primariamente da precipitação. Este fator foi importante somente quando foram eliminados os fatores área original e heterogeneidade ambiental dos tipos de vegetação. Finalmente, no último capítulo foi observado que 32,9% das 583 espécies de árvores do Centro Pernambuco estão fortemente ameaçadas, uma vez que tais espécies possuem apenas uma população na região. As espécies ameaçadas foram encontradas com diferentes freqüências entre (a) os cinco tipos de vegetação estudados, (b) duas classes de altitude (<100 m; >100 m) e (c) duas classes de precipitação (<1000 mm/ano; >1000 mm/ano). Embora o número de espécies vulneráveis tenha sido diferente de acordo com diferentes tipos de frutos, a vulnerabilidade não apresentou relações significativas com tamanho dos frutos, síndromes de dispersão ou nicho de regeneração. Além disso, a maior parte das espécies vulneráveis na escala regional não estão presentes nos limites das unidades de conservação atualmente implementadas na região. De acordo com os resultados, a manutenção da biodiversidade do Centro de Endemismo Pernamobuco depende fundamentalmente de análises simultâneas dos aspectos biogeográficos, ecológicos e de conservação

Considerando (1) a importância da bananicultura no Vale do Ribeira, (2) o destaque da Mata Atlântica no contexto da conservação da fauna e flora mundial, (3) a necessidade da adoção de práticas agrícolas alternativas mais eficientes do ponto de vista ambiental e econômico, (4) o papel dos hormônios etileno, acido indol-3-acético (AIA) e ácido abscísico (ABA) no contexto das respostas dos vegetais a diferentes condições ambientais e nos atributos de qualidade da banana, (5) a falta de metodologias otimizadas para a extração de compostos fenólicos solúveis totais (CFST) em bananeiras e (6) a importância do estudo da relação entre os CFST e fatores de estresse, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência da proximidade do fragmento florestal de Mata Atlântica com a área de cultivo da banana (Musa acuminata AAA cv. Nanicão) sobre o amadurecimento da fruta e os CFST em folhas de bananeiras, além de otimizar uma técnica para a extração destes últimos. Foi observado que bananas colhidas próxima ao fragmento florestal apresentam vida-verde (período compreendido entre a colheita do fruto e o início do seu amadurecimento) maior quando comparados a frutos com a mesma idade fisiológica, porém colhidos em áreas sem a influência da floresta nativa. Este fato pode ser explicado, pelo menos em parte, pela diferença nos perfis de etileno, ABA e AIA ao longo do amadurecimento das bananas provenientes das diferentes áreas, que também influenciam no metabolismo amido-sacarose. Quanto aos CFST nas folhas, foi observado que a utilização de acetona 80% em água (v/v) e posterior emprego de hexano para a remoção do excesso de clorofilas é capaz de obter um bom rendimento de extração de CFST, sem extrair compostos que interferem significativamente no método de Folin-Ciocalteu. Além disso, a utilização da metodologia otimizada mostrou que bananeiras podem apresentar diferenças na sua composição de fenólicos quando influenciadas ou não pela presença de biodiversidade. Assim, a avaliação dos CFST em folhas pode fornecer informações importantes sobre as condições ambientais da planta. / Considering (1) the importance of banana production in Ribeira Valley, (2) the Atlantic Rainforest in the context of fauna and flora conservation, (3) the need for the adoption of more sustainable agricultural practices, (4) the ethylene, indole 3-acetic acid and abscisic acid responses in acclimation mechanisms of plants and in the quality attributes of the banana, (5) the lack of methodologies optimized for the extraction of total soluble phenolics compounds (TSPC) in banana leaves and (6) the importance of the relationship between the TSPC content and stress factors, the present work aimed to evaluate the influence of the Atlantic Forest fragments proximity in the banana (Musa acuminata AAA cv. Nanicão) crop area on fruit ripening and leaves TSPC levels, using a optimized methodology. It was observed that bananas harvested near to the forest fragment presented a longest greenlife (period between the harvest and the climacteric) when compared with the fruits with the same phisiologycal age, but without the influence of the native forest. This fact can be explained, at least partly, by the difference on ethylene, ABA and IAA profiles in the ripening of bananas from the different areas, which also influence the starch-sucrose metabolism. Moreover, it was observed that the extraction with acetone (80% v/v in water) and posterior hexane cycle to remove chlorophylls excess was able to obtain a good TSPC extraction yield in leaves, without extracting compounds that interfere significantly with Folin-Ciocalteu method. In additional, the use of optimized methodology showed that bananas leaves can present different TSPC amount when influenced by the presence of native forest. Thus, the evaluation of leaves TSPC profile can provide important information about the environmental conditions of the plant.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:48:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silas_Rodrigues_Disseracao_Completa.pdf: 3107447 bytes, checksum: 7c277a205cc0673835ce714a89f3efd0 (MD5) Previous issue date: 2006-08-25 / A meleira do mamoeiro é causada pelo Papaya meleira virus (PMeV), de genoma de dsRNA, que induz uma exsudação espontânea de látex fluido à partir de frutos e folhas. Inicialmente, objetivou-se estabelecer uma metodologia molecular simplificada para o diagnóstico precoce do vírus. A metodologia baseou-se na extração e análise do dsRNA viral, a partir de látex e tecidos da planta. A transmissão do vírus pela mosca-branca Trialeurodes variabilis foi avaliada, observando-se que o inseto não transmitiu o vírus, embora tenha sido capaz de adquirí-lo a partir de mamoeiros infectados. Foi confirmado que a infecção ocorre quando látex infectado é injetado no ápíce do caule do mamoeiro. A avaliação da distribuição do PMeV em mamoeiros em diferentes fases da infecção revelou a ocorrência do vírus, principalmente, nos órgãos ricos em laticíferos. Neste tipo de célula, o vírus reduziu a quantidade e alterou a morfologia sueprficial dos polímeros presentes no látex, ligando-se fortemente à estes polímeros. O PMeV induziu um acúmulo dos elementos potássio e fósforo no látex, que também apresentou teores mais elevados de água. Observou-se também no látex infectado a síntese de alcalóides e um acúmulo de cristais de oxalato de cálcio. Este acúmulo foi positivamente correlacionado com a síntese de H2O2 nos laticíferos de plantas doentes, que também foi observada nas células companheiras do floema. Os resultados obtidos sugerem a existência de um mecanismo de defesa do mamoeiro contra o PMeV que envolve a síntese de H2O2 pelos laticíferos e células do floema. / Papaya sticky disease' is caused by Papaya meleira virus (PMeV) which has a dsRNA molecule as genome. It induces an exudation of fluid latex from the fruits and leaves. Initially, this work aimed to establish an easy molecular diagnostic method to early virus detection. The stablished method was based on virus de dsRNA extraction from papaya latex and tissues. Afterwards, the PMeV transmission by Trialeurodes variabilis whitefly was evaluated. Our observation was that as far as the insect caried the virus, it did not transmit it to the papaya plant. We also established that PMev infection occurs only when latex from diseased plants was injected in healthy ones. The evaluation of PMeV allocation within papaya at different infecton stages demonstrated that the virus was present mainly in laticifers richly tissues. In this cell type, the virus strongly reduced the amount of latex polymers, also altering their superficial morphology. Using transmission elecron microscopy, PMeV was observed strongly linked to the polymers. The virus induced an ncrease in water and potassium and phosphorus elements levels in the latex. Also, it was observed an increase in alkaloids and calcium oxalate crystal accumation. This accumulation was positively correlated with H2O2 synthesis, which was also observed at phloem companion cells. Taken together, these results suggest the existence of papaya defense mechanism against PMeV involving the H2O2 synthesis by laticifers and phloem cells.

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-09-24T14:29:40Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Gabriel de Avila Batista - 2018.pdf: 2567575 bytes, checksum: 6cfc976ffbec0e51a1f601f6d594c3c0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-09-24T15:19:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Gabriel de Avila Batista - 2018.pdf: 2567575 bytes, checksum: 6cfc976ffbec0e51a1f601f6d594c3c0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-24T15:19:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Gabriel de Avila Batista - 2018.pdf: 2567575 bytes, checksum: 6cfc976ffbec0e51a1f601f6d594c3c0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-07-09 / The Brazilian federal government assumes the imminence of an energy crisis. Thus, hydroelectric projects appear as a preventive response to the reduction of energy resources and to eventual socioeconomic instability arising from this problem. Therefore, it becomes pertinent to several sectors the discussion about the socioeconomic, physical and biotic aspects that are affected by the implantation of hydroelectric dams. Despite the legal, technical and scientific aspects of the brazilian Environmental Licensing (EL) process, it is part of an administrative process, and comply with protocols defined in Reference Terms (RT). Thereby their stages, including the Environmental Impact Assessment (EIA), must conform to the proposal of these documents to enable the flow of the EL process. The literature indicates shortcomings in environmental licensing processes related to EIAs, with the nature of these gaps varying from administrative, legal, technical, and scientific methods. Still in this plea, the literature also points out problems regarding the biotic aspects of environmental impact assessment. These errors lead to environmental impacts that are difficult to mitigate, since they were not predicted or evaluated during the studies. Observing these premises and considering the RT as the base of the methods used in these studies, it is possible to suppose that this document is one of the problems origins observed in the subsequent phases. Are the guidelines for the biotic environment in RTs in line with what is proposed by science? The analyzes in this study demonstrate that the scientific quality of the biotic environment protocols is low. It is known why sample – as this question answers a legal requirement too –, but it is not known the best sample targets neither the adequate way to sample, which may lead to irreversible impacts. The prognosis is disappointing, with an increase of 0.53% in quality per year, considering 1988 as the starting year, it will still take 158 years to reach the ideal. / O governo federal brasileiro assume a iminência de uma crise de energia. Assim, os projetos hidrelétricos aparecem como uma resposta preventiva à redução de recursos energéticos e à eventual instabilidade socioeconômica decorrente desse problema. Portanto, torna-se pertinente em vários setores a discussão sobre os aspectos socioeconômicos, físicos e bióticos que são afetados pela implantação de hidrelétricas. Apesar dos aspectos legais, técnicos e científicos do processo de Licenciamento Ambiental (LA) brasileiro, faz parte de um processo administrativo e cumpre os protocolos definidos nos Termos de Referência (TR). Assim, suas etapas, incluindo a Avaliação de Impacto Ambiental (AIA), devem estar em conformidade com a proposta desses documentos para permitir o fluxo do processo de LA. A literatura indica deficiências nos processos de licenciamento ambiental relacionados a AIA, com a natureza dessas lacunas variando de métodos administrativos, legais, técnicos e científicos. Nessa razão, a literatura também aponta problemas relacionados aos aspectos bióticos da avaliação de impacto ambiental. Esses problemas levam a impactos ambientais que são difíceis de mitigar, já que não foram previstos ou avaliados durante os estudos. Observando essas premissas e considerando o TR como a base dos métodos utilizados nesses estudos, é possível supor que este documento é uma das origens dos problemas observados nas fases subsequentes. As diretrizes para o ambiente biótico em TRs estão de acordo com o que é proposto pela ciência? As análises nesse estudo demonstram que a qualidade científica dos protocolos para o meio biótico nesses documentos é baixa. Sabe-se porque amostrar – já que essa pergunta responde também a um requisito legal –, mas não são conhecidos os alvos ideais de amostragem nem a forma mais adequada de amostrar, o que possibilita impactos ambientais irreversíveis. O prognóstico é desanimador, com um incremento de 0,53% de qualidade ao ano, considerando 1988 como ano de partida, ainda levaremos 158 anos para atingir o ideal.

O estudo teve por objetivo caracterizar e correlacionar os elementos do meio físico biótico, drenagem, geologia, formas de relevo, cobertura vegetal, solos e uso da terra, através da interpretação de fotografias aéreas, imagens de satélite e trabalhos de campo, bem como testar a técnica de amostragem circular de rede de drenagem para identificar unidades de mapeamento de solos no complexo Serra do Mar em São Paulo, que correspondem a áreas de difícil acesso, escarpadas, com densa rede de drenagem e densamente florestadas. A bacia do Guaratuba caracteriza-se por apresentar distintos compartimentos: a planície litorânea, onde ocorrem sedimentos marinhos e flúvio-marinhos sobre os quais se desenvolve uma vegetação pioneira herbácea e arbórea, com solos que apresentam em geral hidromorfismo (podzol e glei); o planalto, caracterizado por gnaisses com feições amorreadas, alternando solos podzólicos, cambissolos e litólicos sob floresta pluvial tropical; e, as serras e escarpas abruptas, revestidas por formações superficiais pouco espessas (litossolos e cambissolos) sobre granito, recobertas pelas florestas tropicais. Apresenta clima com precipitações acima de 2.000 mm por ano, sem estação seca definida e temperatura média anual de 19 a 25ºC. Como resultado foram produzidos os mapas da rede de drenagem, geologia, formas de relevo, declividade, hipsometria, vegetação e solos. Elaboraram-se também, 48 amostras circulares de 50 ha distribuídas pelos compartimentos do planalto, escarpa e planície litorânea na bacia do rio Guaratuba, trabalhando-se ainda, pontualmente em detalhe, com toposseqüências pedológicas. Concluiu-se com o estudo de amostras circulares, que o padrão de drenagem indica as formações geológicas predominantes, enquanto o número de rios e seus índices correlatos indicam os solos e o material superficial. A aplicação estatística aos índices de número, comprimento de rios, relevo, declive, geologia e vegetação mostrou-se mais eficiente na separação de grupamentos de solos nos subcompartimentos, agrupando amostras com mesmas associações de solos, facilitando o mapeamento. Conclui-se, ainda, que os elementos influenciam a distribuição e composição dos solos, devido à relação infiltração/deflúvio, que comanda o desenvolvimento e espessura dos mantos de alteração, modelando a topografia e, consequentemente, propiciando a instalação da vegetação. Para as zonas litorâneas, o relevo, a vegetação natural e o material geológico delimitam e definem unidades de solos distintas, podendo estes, serem mapeados por meio desses elementos. Assim, a vegetação exuberante e o clima local quente e úmido em toda a bacia, permitem dizer que na planície litorânea, as formas de relevo e a drenagem são os principais fatores no desenvolvimento dos solos, enquanto na escarpa e planalto, a declividade e o material de origem tornam-se mais decisivos. Observa-se portanto, uma relação direta entre os compartimentos morfológicos, a vegetação natural, a geologia e os solos nesta bacia hidrográfica, enquanto o detalhamento por toposseqüências, indica processos de transformação e evolução morfopedológicos, como as passagens de solos podzois para glei e de podzois para solos orgânicos, que fornecem indícios sobre a gênese e evolução da paisagem. O trabalho de mapeamento da zona litorânea, permite extrapolar os resultados para áreas contíguas, definindo as associações de solos, bem como a estrutura da cobertura vegetal natural e as formas de relevo presentes. Este fato deve ser observado em zonas que apresentem material geológico similar (granitos, gnaisses e respectivos sedimentos). / This study aims to characterize and correlate elements of the biotic-physical environment, drainage, geology, landform, vegetation cover, soil and land use by means of interpretation of aerial photographs, satellite images and field work. It also aims to test the technique of circular sampling the drainage network for identifying soil mapping units in the Serra do Mar complex, which corresponds to very steep areas, with dense drainage, and heavily forested areas, with difficult access. The Guaratuba watershed has distinctive compartments. In the coastal plain, pioneer herbaceous and arboreous plant species grow on redoximorphic soils developed on marine and fluvial-marine sediments (Spodosols and gley soils). The highlands have tropical rain forest on Ultisols, Inceptisols, and Entisols developed from gneissic bedrock in a hilly relief. The granitic escarpments have shallow soils (Entisols and Inceptisols) covered by tropical forests. The regional climate is characterized by an annual rainfall above 2000 mm, no distinct dry season, and an average temperature that can range locally from 19o to 25oC. Drainage, geology, landform, slope, hipsometry, vegetation and soil maps were produced. It was also produced in the Guaratuba watershed 48 circular samples, of 50 ha each, distributed in the highlands, mountains, and coastal plain. Additionally, pedological transects were studied in further detail locally. The circular sampling study concluded that the drainage pattern indicates the predominant geological formations, whereas the number of rivers and its associated indexes indicate the soils and the superficial material. The statistics of the number of river, river length, relief, geology, and vegetation indexes were more efficient in discriminating the soil groups in the sub-compartments, grouping samples with the same soil associations, easing therefore the mapping work. It was also concluded that the elements influence the soil distribution and composition, due to the infiltration/runoff ratio, which determines the development and thickness of the weathering mantle, shaping the relief and allowing the establishment of the vegetation. In the coastal areas, relief, natural vegetation and geological material determine distinctive soil units, which can be mapped through these elements. Thus, the exuberant vegetation and the hot and humid climate throughout the watershed support the idea that, in the coastal plain, the landforms and drainage are the main factors influencing soil development. Whereas in the highlands and in the mountainous areas, the slope and parent material give a more important contribution to soil development. It was observed in the whole watershed, therefore, a direct relationship between landform compartments, natural vegetation, geology and soils, whereas the localized study in the transects indicates transformation and morpho-pedological processes, like the ones where spodosols grade to gley soils, and spodosols grade to histosols, indicating landscape genesis and evolution. The work in the coastal zone allows the extrapolation of the results to contiguous areas, defining soil associations as well as the structure of the natural vegetation cover and landforms. This association should be expected in areas that have similar geology (granites and gneisses and its derived sediments).

Sugarcane (Saccharum spp) is an important commercial crop cultivated widely in tropical and subtropical countries. Primarily sugarcane is used to produce sugar and recently it is proven to be a valuable resource for bioethanol, biodiesel, bioplastic and bioelectricity. Smut is one of the most serious sugarcane disease and occurs in sugarcane fields all over the world. The disease is caused by the biotrophic fungus Sporisorium scitamineum. The fungus induces metabolic changes in the plant leading to the production of a whip-like structure where fungal sporogenesis take place. The objective of this study was to analyse the reactive oxygen species (ROS) production, antioxidant enzymes activity and expression of genes associated with the ROS metabolism in smut susceptible (IAC66-6) and resistant sugarcane genotypes (SP80-3280). In addition, this work assessed the relationship between antioxidant enzymes and sensitivity of S. scitamineum to exogenous hydrogen peroxide (H2O2). This thesis is presented in the format of two chapters (chapters 2 and 3). In the second chapter, the results revealed that there were variations in the antioxidant system as well as in the ROS production in resistant sugarcane genotype, whereas few changes occurred in the susceptible genotype inoculated with S. scitamineum. Microscopic analysis revealed that S. scitamineum teliospore germination and appressorium formation were delayed during early infection in the smut resistant genotype, which coincided with H2O2 accumulation. In chapter 3, the results demonstrated that S. scitamineum is highly resistant to exogenous H2O2. At 2 mM exogenous H2O2 concentration the fungus presented an effective antioxidant system in response to the secondary products of oxidative stress. Furthermore, S. scitamineum when exposed for a long time at 2 mM exogenous H2O2 concentration it can acquire an adaptive response to H2O2. The results obtained in this study contributed to increase the understanding of this very complex interaction between sugarcane and S. scitamineum and it will be helpful toward understanding which aspects are involved in the resistance to S. scitamineum. These informations are important to create strategies for improving smut resistance in sugarcane. / Cana-de-açúcar (Saccharum spp) é uma importante cultura comercial amplamente cultivada em países tropicais e subtropicais. A cana-de-açúcar é principalmente utilizada para produzir açúcar e recentemente é considerada uma valiosa fonte para produção de bioetanol, biodiesel, bioplásticos e bioeletricidade. O carvão é uma das doenças mais graves da cana-de-açúcar e ocorrem em canaviais do mundo inteiro. A doença é causada pelo fungo biotrófico Sporisorium scitamineum. Este fungo induz mudanças metabólicas na planta, levando a formação de uma estrutura chamada chicote, onde ocorre a esporogênese. O objetivo desse estudo foi analisar a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs), atividade de enzimas antioxidantes e a expressão de genes associados ao metabolismo de EROs em genótipos de cana-açúcar susceptível (IAC66-6) e resistente (SP80-3280). Além disso, este trabalho avaliou a relação entre as enzimas antioxidantes e sensibilidade de S. scitamineum a peróxido de hidrogênio (H2O2) exógeno. Esta tese está apresentada no formato de 2 capítulos (capítulos 2 e 3). No segundo capítulo, os resultados revelaram que ocorreram alterações no sistema antioxidante, bem como na produção de EROs no genótipo resistente, enquanto que poucas mudanças ocorreram no genótipo susceptível inoculado com S. scitamineum. Análises de microscopia revelaram que a germinação de teliósporos e a formação de apressórios de S. scitamineum atrasou durante o início da infeção no genótipo resistente ao carvão, coincidindo com o acúmulo de H2O2. No capítulo 3, os resultados demonstraram que S. scitamineum é altamente resistente a H2O2 exógeno. O fungo crescendo na concentração de 2 mM de H2O2 apresentou um eficiente sistema antioxidante em resposta a produtos secundários do estresse oxidativo. Além disso, quando S. scitamineum foi exposto a 2 mM de H2O2 exógeno, ele pode adquirir uma resposta adaptativa ao H2O2. Os resultados obtidos neste estudo contribuíram para aumentar o entendimento dessa complexa interação entre cana e S. scitamineum e será útil para a compreensão de quais aspectos estão envolvidos na resistência a este fungo. Estas informações são importantes para criar estratégias para o melhoramento de cana a essa doença.

Sugarcane (Saccharum spp) is an important commercial crop cultivated widely in tropical and subtropical countries. Primarily sugarcane is used to produce sugar and recently it is proven to be a valuable resource for bioethanol, biodiesel, bioplastic and bioelectricity. Smut is one of the most serious sugarcane disease and occurs in sugarcane fields all over the world. The disease is caused by the biotrophic fungus Sporisorium scitamineum. The fungus induces metabolic changes in the plant leading to the production of a whip-like structure where fungal sporogenesis take place. The objective of this study was to analyse the reactive oxygen species (ROS) production, antioxidant enzymes activity and expression of genes associated with the ROS metabolism in smut susceptible (IAC66-6) and resistant sugarcane genotypes (SP80-3280). In addition, this work assessed the relationship between antioxidant enzymes and sensitivity of S. scitamineum to exogenous hydrogen peroxide (H2O2). This thesis is presented in the format of two chapters (chapters 2 and 3). In the second chapter, the results revealed that there were variations in the antioxidant system as well as in the ROS production in resistant sugarcane genotype, whereas few changes occurred in the susceptible genotype inoculated with S. scitamineum. Microscopic analysis revealed that S. scitamineum teliospore germination and appressorium formation were delayed during early infection in the smut resistant genotype, which coincided with H2O2 accumulation. In chapter 3, the results demonstrated that S. scitamineum is highly resistant to exogenous H2O2. At 2 mM exogenous H2O2 concentration the fungus presented an effective antioxidant system in response to the secondary products of oxidative stress. Furthermore, S. scitamineum when exposed for a long time at 2 mM exogenous H2O2 concentration it can acquire an adaptive response to H2O2. The results obtained in this study contributed to increase the understanding of this very complex interaction between sugarcane and S. scitamineum and it will be helpful toward understanding which aspects are involved in the resistance to S. scitamineum. These informations are important to create strategies for improving smut resistance in sugarcane. / Cana-de-açúcar (Saccharum spp) é uma importante cultura comercial amplamente cultivada em países tropicais e subtropicais. A cana-de-açúcar é principalmente utilizada para produzir açúcar e recentemente é considerada uma valiosa fonte para produção de bioetanol, biodiesel, bioplásticos e bioeletricidade. O carvão é uma das doenças mais graves da cana-de-açúcar e ocorrem em canaviais do mundo inteiro. A doença é causada pelo fungo biotrófico Sporisorium scitamineum. Este fungo induz mudanças metabólicas na planta, levando a formação de uma estrutura chamada chicote, onde ocorre a esporogênese. O objetivo desse estudo foi analisar a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs), atividade de enzimas antioxidantes e a expressão de genes associados ao metabolismo de EROs em genótipos de cana-açúcar susceptível (IAC66-6) e resistente (SP80-3280). Além disso, este trabalho avaliou a relação entre as enzimas antioxidantes e sensibilidade de S. scitamineum a peróxido de hidrogênio (H2O2) exógeno. Esta tese está apresentada no formato de 2 capítulos (capítulos 2 e 3). No segundo capítulo, os resultados revelaram que ocorreram alterações no sistema antioxidante, bem como na produção de EROs no genótipo resistente, enquanto que poucas mudanças ocorreram no genótipo susceptível inoculado com S. scitamineum. Análises de microscopia revelaram que a germinação de teliósporos e a formação de apressórios de S. scitamineum atrasou durante o início da infeção no genótipo resistente ao carvão, coincidindo com o acúmulo de H2O2. No capítulo 3, os resultados demonstraram que S. scitamineum é altamente resistente a H2O2 exógeno. O fungo crescendo na concentração de 2 mM de H2O2 apresentou um eficiente sistema antioxidante em resposta a produtos secundários do estresse oxidativo. Além disso, quando S. scitamineum foi exposto a 2 mM de H2O2 exógeno, ele pode adquirir uma resposta adaptativa ao H2O2. Os resultados obtidos neste estudo contribuíram para aumentar o entendimento dessa complexa interação entre cana e S. scitamineum e será útil para a compreensão de quais aspectos estão envolvidos na resistência a este fungo. Estas informações são importantes para criar estratégias para o melhoramento de cana a essa doença.

A soja constitui uma das culturas mais importantes mundialmente, tanto social quanto economicamente. Consequentemente, informações moleculares sobre processos de desenvolvimento, bem como conhecimento detalhado das interações entre condições estressoras e a resposta da planta a fatores ambientais são necessários. A identificação e caracterização de genes que respondem a condições ambientais específicas constituem um passo inicial no entendimento dos processos adaptativos. Proteínas ricas em glicina (GRPs) são polipeptídeos contendo um grande número do aminoácido glicina em sua estrutura primária. Os genes codificantes de GRPs são regulados ao longo do desenvolvimento e regulados por auxina, ABA, frio, ferimentos, luz, ritmo circadiano, salinidade, seca, patógenos e encharcamento. Entretanto, há pouca informação sobre GRPs de plantas e seus papéis no desenvolvimento e resposta a estresses. As GRPs podem ser divididas em quatro classes (I, II, III, IV) de acordo com sua estrutura primária e presença de domínios característicos. A classe IV é composta por proteínas ligantes de RNA. Domínios adicionais permitem dividir a classe IV de GRPs em quatro subclasses (IVa, IVb, IVc, IVd). A subclasse IVc é representada por proteínas contendo um cold-schock domain (CSD) e dedos de zinco CCHC tipo retrovirais. O objetivo do presente estudo foi: (i) identificar e caracterizar os genes codificantes de classe IV de GRPs, (ii) verificar a padrão de expressão dos genes codificantes da subclasse IVc de GRPs e (iii) produzir plantas de soja transgênicas expressando o gene AtGRP2, o qual foi mostrado estar envolvido na floração e desenvolvimento da semente em Arabidopsis, e também poderia desempenhar um papel na aclimatação ao frio. Um total de 47 genes codificantes da classe IV de GRPs foi identificado no genoma da soja: 19 da subclasse IVa, sete da IVb, seis da IVc e 15 da IVd. Análises in silico indicaram uma expressão preferencial de todos os genes codificantes da subclasse IVc em tecidos em desenvolvimento. Análises de RT-qPCR revelaram que plantas jovens e maduras exibem uma expressão mais alta em folhas do que em outros órgãos, com exceção dos genes GRP2L_4/5 que tiveram expressão mais alta em sementes. GRP2L_4/5 e GRP2L_2 foram induzidos em resposta a baixas temperaturas. Sob estresse com ABA a expressão de todos os genes foi reprimida em folhas e/ou raízes, com exceção do gene GRP2L_2 que foi induzido em raízes. Em resposta a infecção com Phakopsora pachyrhizi, a expressão de GRP2L_2 e GRP2L_3 foi mais alta e precoce no genótipo suscetível quando comparada com o resistente, enquanto que a resposta de GRP2L_4/5 e GRP2L_6 foi mais tardia no genótipo resistente. Ainda, embriões somáticos secundários das cultivares Bragg, IAS-5 e BRSMG 68 Vencedora de soja foram usados para introduzir o gene AtGRP2 no genoma da soja por bombardeamento e sistema bombardeamento/Agrobacterium. Seis eventos de transformação independentes foram confirmados por PCR. No presente momento as plantas estão em desenvolvimento em frascos de vidro. No presente estudo a classe IV de GRPs em soja foi identificada e caracterizada. Este é o primeiro passo para elucidar o papel destas proteínas em plantas. / Molecular information on plant developmental process, as well as detailed knowledge of the interaction between stress conditions and plant response to environmental factors are essential for understanding the adaptive response. Glycine-Rich Proteins (GRP) have the amino acid glycine well represented in their primary structure. The genes encoding GRPs are developmentally regulated and induced by auxin, ABA, cold, wound, light, circadian rhythm, salinity, drought, pathogens, and flooding. However, there is scarce information about plant GRPs and its role on development and stress response. The GRPs can be divided into four classes (I, II, II and IV) according to their primary structure and the presence of characteristic domains. Class IV is composed by RNA-binding proteins. Additional domains permit to split class IV GRPs into four subclasses (IVa, IVb, IVc and IVd). Subclass IVc is represented by proteins containing a Cold-Shock Domain (CSD) and retroviral-like CCHC zinc fingers. The goal of the present study was: (i) to identify and characterize the genes encoding class IV GRPs, (ii) to verify the relative expression of genes encoding subclass IVc GRPs and (iii) to produce transgenic soybean plants expressing the AtGRP2 gene, which was shown to be involved in Arabidopsis flower and seed development, and can also play a role in cold acclimation. A total of 47 genes encoding class IV GRPs were found in the soybean genome: 19 from IVa, seven from IVb, six from IVc and 15 from IVd subclasses. In silico analyses indicated a preferential expression of all genes encoding subclass IVc GRPs in tissues under development. RT-qPCR analyses revealed that both young and mature plants exhibit relative higher expression of subclass IVc GRPs in leaves than in other organs, with exception of GRP2L_4/5 genes that have higher expression in seeds. The GRP2L_4/5 and GRP2L_2 were up-regulated in response to low temperatures. Under ABA stress the expression of all genes was down-regulated in leaves and roots, with exception of GRP2L_2 gene that was up-regulated in roots. In response to Phakopsora pachyrhizi infection, GRP2L_2 and GRP2L_3 expression was higher and earlier in the susceptible genotype when compared with that of the resistant one, while GRP2L_4/5 and GRP2_6 respond later in the resistant genotype. Furthermore, secondary somatic embryos of Bragg, IAS-5 and BRSMG 68 Vencedora soybean cultivars were used to introduce the AtGRP2 gene into the soybean genome by particle bombardment and bombardment/Agrobacterium system. Six independent Bragg transformation events were confirmed by PCR. In the present moment the plants are under development in glass flasks. In the present study the soybean class IV GRPs were identified and characterized. This is the first step to elucidate the role of these proteins in plants.