Fatores como a biologia reprodutiva, sistema de cruzamento, fluxo gênico, distribuição espacial das plantas e dispersão de sementes tem um profundo efeito na composição e estrutura genética de populações naturais. Os sistemas de cruzamento de plantas e a fertilidade estão diretamente relacionados com questões evolutivas e de biologia da conservação. Vriesea gigantea é uma espécie endêmica da Mata Atlântica, autocompatível e que apresenta limitação de pólen em populações do sul do Brasil. Estas mesmas populações também apresentaram alta fertilidade, considerando parâmetros de produção de flores, frutos e sementes e características do pólen. As populações naturais de V. gigantea vêm sendo reduzidas em função da ação antropogênica, tanto pela destruição do habitat quanto pela coleta predatória. Recentes estudos moleculares revelaram que as populações de V. gigantea são geneticamente estruturadas, apresentam baixo fluxo gênico e alto coeficiente de endocruzamento. Estudos visando um melhor entendimento da evolução do sistema de cruzamento e conservação de espécies de bromélias não foram realizados até o momento. Neste contexto, a presente tese, está organizada em forma de três artigos. No Capítulo II a biologia reprodutiva e o sistema de cruzamento de V. gigantea foram caracterizados, através de experimentos de polinização manual e da análise de marcadores moleculares do tipo microssatélites, com o objetivo de compreender a manutenção da variação natural nos sistemas de cruzamento em espécies de plantas. Os resultados obtidos nos experimentos de polinização manual mostraram que V. gigantea é uma espécie não-autogâmica e dependente de polinizadores para frutificação. Nas populações analisadas, os polinizadores observados foram beija-flores e abelhas. A taxa de fecundação cruzada (tm = 0,388) e endocruzamento biparental (tm-ts = 0,144) estão de acordo com o alto coeficiente de endocruzamento estimado (F = 0,312), o qual provavelmente é conseqüência das altas taxas autofecundação devido ao comportamento dos polinizadores. A estrutura do "pool" genético de pólen foi alta ( st = 0,671), correspondendo a um número efetivo de doadores de pólen de 0,75 indivíduos. A taxa de fecundação cruzada mostrou uma tendência geográfica, decrescendo do Norte para o Sul, contrastando com a estrutura do pólen, que aumenta do Norte para o Sul. Vriesea gigantea possui um sistema misto de cruzamento e é um modelo interessante para compreensão da evolução de sistemas de cruzamento em escala latitudinal. Os padrões analisados foram formados pelo comportamento do polinizador e provavelmente podem sofrer influência da fragmentação do habitat, causando a diminuição do fluxo gênico e aumento do endocruzamento. No estudo descrito no Capítulo III o principal objetivo foi investigar se os padrões de sistema de cruzamento e fertilidade observados em V. gigantea ocorrem devido às condições ambientais ou à adaptação da espécie a autofecundação. As análises genéticas do sistema de cruzamento, utilizando marcadores moleculares do tipo microssatélites, mostraram que as taxas de fecundação cruzada (tm) foram moderadas e a estrutura do "pool" genético de pólen ( FT) foi alta, variando entre populações e anos. A fertilidade de três populações naturais foi avaliada considerando a produção de flores, frutos e sementes, e a viabilidade das sementes. Nas três populações foi observada grande produção de flores, frutos e sementes, e uma alta viabilidade de sementes, com diferenças na taxa de frutificação entre as populações. Esses resultados sugerem que os padrões de sistemas de cruzamento e fertilidade observados nas populações de V. gigantea se devem a adaptação da espécie para a autofecundação e efeitos de borda, embora outras explicações adaptativas não possam ser descartadas. Considerando a variação espacialtemporal em sistemas de cruzamento e fertilidade, programas de conservação de V. gigantea devem incluir populações das bordas da distribuição da espécie. No Capítulo IV, para determinar o papel da dispersão e o recrutamento de sementes no fluxo gênico, colonização, e padrão de distribuição, a demografia e a dispersão de sementes de populações de V. gigantea foram analisados. Os resultados de demografia demonstraram que o recrutamento de plântulas é grande, 72,4% dessas desenvolvem-se em adultos. Entretanto a classe "juvenil" passa por um considerável decréscimo em sua porcentagem. Sementes de V. gigantea são dispersas em pequenas distâncias, logo, a maioria das sementes permanece na vizinhança da planta mãe. Esse padrão coincide com a distribuição agregada das plântulas de diferentes espécies de bromélias, as quais também permanecem em torno da planta mãe. Em suma, os resultados descritos nos capítulos que compreendem esta tese correspondem a mais um degrau de conhecimento para que haja uma compreensão efetiva dos processos biológicos, ecológicos e evolutivos envolvidos principalmente no sistema de cruzamento em plantas, utilizando V. / Reproductive biology, mating systems, gene flow, population arrangement and seed dispersal have a profound effect on the genetic composition and structure of natural populations. Plant mating systems and fertility are directly related to many questions on plant evolution and conservation biology. Vriesea gigantea is a bromeliad species endemic to the Brazilian Atlantic Rainforest. It is self-compatible and showed pollen limitation in populations from Southern Brazil. These populations also showed high fertility level, considering flowers, pollen, fruits and seeds parameters. Its wild populations have been reduced by anthropogenic disturbance such as habitat destruction and predatory collection. Previous molecular studies revealed that V. gigantea populations are genetically structured, with low gene flow and high inbreeding coefficients. Patterns of among-population mating system and fertility in bromeliad species have never been thoroughly evaluated in order to understand the consequences for mating system evolution and species maintenance. In this context, the present thesis was divided in three manuscripts. In the Chapter II, the reproductive biology and mating system of V. gigantea were characterized (Bromeliaceae), using hand-pollination expirments and micosatellites nuclear markers analysis, in order to better understand the maintenance of natural variation in mating systems of plant species. Results from hand pollination experiments revealed that V. gigantea has mixed mating system. Observation of pollinators and nectar features indicated hummingbirds and bees as likely pollinators in the studied populations. Microsatellites marker-based estimates of outcrossing rate (tm = 0.388) and biparental inbreeding (tm-ts = 0.144) agreed with the high inbreeding coefficient observed (F = 0.312), caused most likely by high levels of selfing due to pollinator behavior. Strong pollen gene pool structure was observed across maternal plants ( st = 0.671), corresponding to 0.75 effective pollen donors. Outcrossing rates showed a conspicuous decrease from North to South of the sampled area towards the range edge, in contrast to pollen pool structure which increased at this geographic scale. Vriesea gigantea is characterized by a mixed mating system and represents a promising model for studying the intraspecific evolution of plant mating systems in habitat affected by fragmentation. In the study presented in Chapter III we investigate if mating system and fertility patterns are due to habitat conditions or due to species' mating system adaptation. Microsatellites nuclear markers showed that outcrossing rates (tm) were moderate and pollen gene poll structures ( FT) were high, ranging across years and populations. The plant fertility of three wild populations was assigned considering flower production, fruit and seed set, and seed viability, during three consecutive years. In the three populations we observed high flower, fruit and seed production, and high seed viability, with differences in fruit set between populations. These results strongly suggest that the observed among-population patterns of flower, fruit and seed set, and mating system parameters in V. gigantea are attributable to the species adaptation for selfing and edge effects, though other adaptive explanations cannot be ruled out. Considering the spatial-temporal variation in mating system, fertility, and contemporary gene flow results, we considered that V. gigantea populations from edge of its distribution should be taking into account in conservation programs of the species. In the Chapter IV in order to determine the importance of seed supply for gene flow, colonization, and distribution, the demography and seed dispersal of V. gigantea populations were studied. Demography results demonstrated that seedling recruitment is high, since 72.4% of them developed into adults, although juveniles' class experienced considerable decrease on this percentage. Vriesea gigantea seeds are dispersed over short distance range, since it is likely that most seeds land in the mother plants' vicinity. This pattern coincides with the reportedly aggregated distribution of bromeliad seedlings around the mother plants. Finally, the results obtained in this study, helped us to increase de undertanding of biological, ecological and evolutionary process involved in the mating system of plants, using V. gigantea as a model.

Fatores como a biologia reprodutiva, sistema de cruzamento, fluxo gênico, distribuição espacial das plantas e dispersão de sementes tem um profundo efeito na composição e estrutura genética de populações naturais. Os sistemas de cruzamento de plantas e a fertilidade estão diretamente relacionados com questões evolutivas e de biologia da conservação. Vriesea gigantea é uma espécie endêmica da Mata Atlântica, autocompatível e que apresenta limitação de pólen em populações do sul do Brasil. Estas mesmas populações também apresentaram alta fertilidade, considerando parâmetros de produção de flores, frutos e sementes e características do pólen. As populações naturais de V. gigantea vêm sendo reduzidas em função da ação antropogênica, tanto pela destruição do habitat quanto pela coleta predatória. Recentes estudos moleculares revelaram que as populações de V. gigantea são geneticamente estruturadas, apresentam baixo fluxo gênico e alto coeficiente de endocruzamento. Estudos visando um melhor entendimento da evolução do sistema de cruzamento e conservação de espécies de bromélias não foram realizados até o momento. Neste contexto, a presente tese, está organizada em forma de três artigos. No Capítulo II a biologia reprodutiva e o sistema de cruzamento de V. gigantea foram caracterizados, através de experimentos de polinização manual e da análise de marcadores moleculares do tipo microssatélites, com o objetivo de compreender a manutenção da variação natural nos sistemas de cruzamento em espécies de plantas. Os resultados obtidos nos experimentos de polinização manual mostraram que V. gigantea é uma espécie não-autogâmica e dependente de polinizadores para frutificação. Nas populações analisadas, os polinizadores observados foram beija-flores e abelhas. A taxa de fecundação cruzada (tm = 0,388) e endocruzamento biparental (tm-ts = 0,144) estão de acordo com o alto coeficiente de endocruzamento estimado (F = 0,312), o qual provavelmente é conseqüência das altas taxas autofecundação devido ao comportamento dos polinizadores. A estrutura do "pool" genético de pólen foi alta ( st = 0,671), correspondendo a um número efetivo de doadores de pólen de 0,75 indivíduos. A taxa de fecundação cruzada mostrou uma tendência geográfica, decrescendo do Norte para o Sul, contrastando com a estrutura do pólen, que aumenta do Norte para o Sul. Vriesea gigantea possui um sistema misto de cruzamento e é um modelo interessante para compreensão da evolução de sistemas de cruzamento em escala latitudinal. Os padrões analisados foram formados pelo comportamento do polinizador e provavelmente podem sofrer influência da fragmentação do habitat, causando a diminuição do fluxo gênico e aumento do endocruzamento. No estudo descrito no Capítulo III o principal objetivo foi investigar se os padrões de sistema de cruzamento e fertilidade observados em V. gigantea ocorrem devido às condições ambientais ou à adaptação da espécie a autofecundação. As análises genéticas do sistema de cruzamento, utilizando marcadores moleculares do tipo microssatélites, mostraram que as taxas de fecundação cruzada (tm) foram moderadas e a estrutura do "pool" genético de pólen ( FT) foi alta, variando entre populações e anos. A fertilidade de três populações naturais foi avaliada considerando a produção de flores, frutos e sementes, e a viabilidade das sementes. Nas três populações foi observada grande produção de flores, frutos e sementes, e uma alta viabilidade de sementes, com diferenças na taxa de frutificação entre as populações. Esses resultados sugerem que os padrões de sistemas de cruzamento e fertilidade observados nas populações de V. gigantea se devem a adaptação da espécie para a autofecundação e efeitos de borda, embora outras explicações adaptativas não possam ser descartadas. Considerando a variação espacialtemporal em sistemas de cruzamento e fertilidade, programas de conservação de V. gigantea devem incluir populações das bordas da distribuição da espécie. No Capítulo IV, para determinar o papel da dispersão e o recrutamento de sementes no fluxo gênico, colonização, e padrão de distribuição, a demografia e a dispersão de sementes de populações de V. gigantea foram analisados. Os resultados de demografia demonstraram que o recrutamento de plântulas é grande, 72,4% dessas desenvolvem-se em adultos. Entretanto a classe "juvenil" passa por um considerável decréscimo em sua porcentagem. Sementes de V. gigantea são dispersas em pequenas distâncias, logo, a maioria das sementes permanece na vizinhança da planta mãe. Esse padrão coincide com a distribuição agregada das plântulas de diferentes espécies de bromélias, as quais também permanecem em torno da planta mãe. Em suma, os resultados descritos nos capítulos que compreendem esta tese correspondem a mais um degrau de conhecimento para que haja uma compreensão efetiva dos processos biológicos, ecológicos e evolutivos envolvidos principalmente no sistema de cruzamento em plantas, utilizando V. / Reproductive biology, mating systems, gene flow, population arrangement and seed dispersal have a profound effect on the genetic composition and structure of natural populations. Plant mating systems and fertility are directly related to many questions on plant evolution and conservation biology. Vriesea gigantea is a bromeliad species endemic to the Brazilian Atlantic Rainforest. It is self-compatible and showed pollen limitation in populations from Southern Brazil. These populations also showed high fertility level, considering flowers, pollen, fruits and seeds parameters. Its wild populations have been reduced by anthropogenic disturbance such as habitat destruction and predatory collection. Previous molecular studies revealed that V. gigantea populations are genetically structured, with low gene flow and high inbreeding coefficients. Patterns of among-population mating system and fertility in bromeliad species have never been thoroughly evaluated in order to understand the consequences for mating system evolution and species maintenance. In this context, the present thesis was divided in three manuscripts. In the Chapter II, the reproductive biology and mating system of V. gigantea were characterized (Bromeliaceae), using hand-pollination expirments and micosatellites nuclear markers analysis, in order to better understand the maintenance of natural variation in mating systems of plant species. Results from hand pollination experiments revealed that V. gigantea has mixed mating system. Observation of pollinators and nectar features indicated hummingbirds and bees as likely pollinators in the studied populations. Microsatellites marker-based estimates of outcrossing rate (tm = 0.388) and biparental inbreeding (tm-ts = 0.144) agreed with the high inbreeding coefficient observed (F = 0.312), caused most likely by high levels of selfing due to pollinator behavior. Strong pollen gene pool structure was observed across maternal plants ( st = 0.671), corresponding to 0.75 effective pollen donors. Outcrossing rates showed a conspicuous decrease from North to South of the sampled area towards the range edge, in contrast to pollen pool structure which increased at this geographic scale. Vriesea gigantea is characterized by a mixed mating system and represents a promising model for studying the intraspecific evolution of plant mating systems in habitat affected by fragmentation. In the study presented in Chapter III we investigate if mating system and fertility patterns are due to habitat conditions or due to species' mating system adaptation. Microsatellites nuclear markers showed that outcrossing rates (tm) were moderate and pollen gene poll structures ( FT) were high, ranging across years and populations. The plant fertility of three wild populations was assigned considering flower production, fruit and seed set, and seed viability, during three consecutive years. In the three populations we observed high flower, fruit and seed production, and high seed viability, with differences in fruit set between populations. These results strongly suggest that the observed among-population patterns of flower, fruit and seed set, and mating system parameters in V. gigantea are attributable to the species adaptation for selfing and edge effects, though other adaptive explanations cannot be ruled out. Considering the spatial-temporal variation in mating system, fertility, and contemporary gene flow results, we considered that V. gigantea populations from edge of its distribution should be taking into account in conservation programs of the species. In the Chapter IV in order to determine the importance of seed supply for gene flow, colonization, and distribution, the demography and seed dispersal of V. gigantea populations were studied. Demography results demonstrated that seedling recruitment is high, since 72.4% of them developed into adults, although juveniles' class experienced considerable decrease on this percentage. Vriesea gigantea seeds are dispersed over short distance range, since it is likely that most seeds land in the mother plants' vicinity. This pattern coincides with the reportedly aggregated distribution of bromeliad seedlings around the mother plants. Finally, the results obtained in this study, helped us to increase de undertanding of biological, ecological and evolutionary process involved in the mating system of plants, using V. gigantea as a model.

O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes alturas de ambientes protegidos e de diferentes níveis de sombreamento no cultivo de bromélias das espécies Aechmea fasciata e Guzmania lingulata. O experimento foi conduzido no período de 03 de abril de 2001 a 3 de abril de 2002, em dois ambientes protegidos, instalados, no sentido leste -oeste, na área experimental do Núcleo de Pesquisa em Ambiência (NUPEA), junto ao Departamento de Engenharia Rural, da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo, em Piracicaba, SP. Ambos os ambientes protegidos possuíam dimensões de 6,4m de largura por 17,5m de comprimento, com alturas diferenciadas, de 3,0m e de 3,5m. Esses ambientes possuíam cobertura plástica de polietileno de baixa densidade (PEBD), com 150m de espessura. A avaliação dos níveis de sombreamento aplicados às plantas no interior dos ambientes foi viabilizada pelo uso de telas de polipropileno de cor preta que proporcionaram sombreamentos de 18, 40, 60 e 80%. As mudas utilizadas no experimento foram obtidas através de micropropagação, e transplantadas para os vasos plásticos com uma idade aproximada de 90 dias em condições ex vitro. Avalio-se nos ambientes protegidos com diferentes alturas, a temperatura do ar, a umidade relativa, a temperatura de globo negro, a carga térmica radiante e a intensidade luminosa. Essa avaliação foi realizada pela leitura direta nos seguintes instrumentos: psicrômetros, termômetro de globo negro, anemômetro e luxímetro digital. Foram ainda realizadas coletas de dados de temperatura do ar, de umidade relativa e de radiação solar global, através de uma estação meteorológica automática. O desenvolvimento das plantas, sob os diferentes níveis de sombreamento e as diferentes alturas dos ambientes, foi avaliado através do número de folhas, da altura das plantas, da largura das folhas e do diâmetro da roseta. Nas condições em que foi conduzido o experimento, concluiu-se que não houve diferença significativa nos ambientes com diferentes alturas, quando relacionou-se a umidade relativa do ar, a temperatura do ar, a temperatura de globo negro, a carga térmica de radiação, a luminosidade e a radiação solar global. A A. fasciata, submetida aos vários níveis de sombreamento, mostrou um melhor desenvolvimento sob as telas de 40%, enquanto que para G. lingulata as telas de 60 e 80% de sombreamento proporcionaram desenvolvimento semelhante das plantas. / The objective of this research was to evaluate the effect of different greenhouses heights and levels of shading on the growth of Aechmea fasciata and Guzmania lingulata (Bromeliaceae). The experiment was done from march 26'th of 2001 to april third of 2002, in two greenhouses, built in east-west orientation, at the experimental area of Nucleos of Environment Research - NUPEA, Rural Engineering Department, "Luiz de Queiroz" College of Agriculture, University of São Paulo, Piracicaba, Brazil. Greenhouses measured: 6.4m in width, 17.5m in length and heights of 3.0m and 3.5m. They were covered with 150m thick low density polyethylene (PEBD). Black polypropylene cloth providing shading of 18%, 40%, 60%, and 80% was used. The plants used in the experiment were obtained through micropropagation and transplanted to plastic pots at approximately 90 days after ex vitro culture. The air temperature, the relative humidity, the black globe temperature, the radiant thermal load, and light intensity were evaluated inside the greenhouses. These evaluations were carried out through the direct reading from the following instruments: psycrometers, black globe thermometer, anemometer and digital luximeter. Air temperature, relative humidity and global solar radiation were also obtained through sensors connected to an automatic meteorological station. The development of the plants under different levels of shading and different heights was evaluated according to the number of leaves, height of plants, width of leaves, and the diameter of the rosette. Under the conditions used for the experiment, it can be concluded that the 3.5m high greenhouse showed lower air relative humidity when compared to the 3.0m high greenhouse. Plants of A. fasciata growing under different levels of shading had a better development under 40% cloths, while G. lingulata showed a more vigorous grouth under 60% and 80% of shading.

O Parque Estadual de Itapuã, RS, Brasil, é considerado um dos últimos refúgios da Mata Atlântica ainda preservados na região metropolitana de Porto Alegre, local escolhido para as coletas de bromélias. O objetivo deste trabalho foi realizar um levantamento da diversidade de bactérias, tanto endofíticas quanto daquelas presentes na água das cisternas de bromélias. Foram coletadas 38 amostras de folhas e 26 amostras de água das cisternas de sete espécies de bromélias em vários locais do Parque, no período de março de 2006 a maio de 2007. As amostras foram cultivadas após diluições seriadas em ágar para contagem. Os isolados foram identificados através da análise da morfologia colonial, celular, comportamento bioquímico e fisiológico. Das folhas foram isoladas 76 bactérias endofíticas e da água das cisternas 124 bactérias com predomínio dos gêneros Bacillus, Burkolderia, Staphylococcus e Streptomyces. As bactérias Gram positivas apresentaram um maior número de cepas produtoras de enzimas extracelulares comparadas às Gram negativas. As Gram positivas isoladas das folhas foram melhores produtoras de celulase, pectinase e lipase, enquanto que as isoladas da água de cisterna foram melhores produtoras para celulase, amilase e protease. Pôde se observar que a maioria das bactérias endofíticas isoladas das bromélias produz algum tipo de promotor de crescimento. Com exceção da fixação de nitrogênio, que foi detectada somente entre as bactérias Gram negativas, pode-se observar que a produção desses promotores está amplamente disseminada entre as bactérias endofíticas. A análise da biodiversidade foi realizada através do índice de Shannon-Weaver, onde foi encontrado nas folhas (H=3,070) e nas cisternas (H=3,449) evidenciando que as cisternas abrigam uma biodiversidade um pouco mais elevada em relação ao interior da planta. / The State Park of Itapuã, RS, Brazil, is considered one of the latest refuges of the Atlantic Forest still preserved in the metropolitan area of Porto Alegre, where seven bromeliads samples were colected. The objectives of this study were carry out a survey on the diversity of the endophytic bacteria and those present in the water tanks of bromeliads. Thirty eight samples of leaves and 26 samples of water from the water tanks of bromeliads were collected from many places of the Park, between the period of March, 2006 and May, 2007. Samples were cultivated in plate count agar after serial decimal dilutions. Bacteria were identified through analysis of their colonial and cellular morphology, physiological and biochemical characteristics. From leaves it was obtained 76 strains of endophytic bacteria and from water tanks it was obtained 124 strains, with the predominance of Bacillus, Burkolderia, Staphylococcus and Streptomyces genera. The Gram positive bacteria presented a great number of strains producing extra-cellular enzymes compared to Gram negative strains. The Gram positive strains isolated from the leaves were better in the production of cellulase, pectinase and lipase, and those isolated form water tanks were better in the production cellulase, amylase and protease. It was observed that the majority of the endophytic strains produce one kind of promoting growth. With the exception of fixing nitrogen, observed only with Gram negative strains, it was observed that the production of promoting growth substance is disseminated between endophytic bacteria. The analysis of biodiversity was carried out with the Shannon-Weaver index, that demonstrated (H=3.449) and (H=3.070). These results showed that there are a little higher biodiversity in the water tanks than in the leaves.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:24:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328815.pdf: 1125159 bytes, checksum: 88cc2dc70c86c4fc9401663b56516dfa (MD5) Previous issue date: 2014 / Vriesea reitzii Leme & Costa é uma bromélia da Floresta Atlântica, ocorre em altitudes que variam de 750 a 1200m, e é endêmica no estado de Santa Catarina. Em um contexto de coleta desordenada e ameaça de extinção, destaca-se a importância das técnicas de cultura de tecidos, as quais possibilitam a propagação massal desta espécie e a redução da pressão de coleta na natureza. O sistema regenerativo definido como Culturas Nodulares (CNs) configura como uma estratégia eficiente para a micropropagação dessa bromélia, visto que culmina na produção múltipla de brotos adventícios. Supõe-se que a aquisição da competência celular in vitro para a obtenção de CNs é modulada pelos percentuais de metilação global do DNA e pelo conteúdo de poliaminas livres, e que ambos são mediadores-chave da morfogênse in vitro e estão envolvidos na regulação da expressão gênica. Então, o objetivo deste estudo foi avaliar a dinâmica da metilação global do DNA nuclear e das poliaminas (PAs) livres endógenas durante a indução e o desenvolvimento inicial das culturas nodulares (CNs) provenientes de explantes foliares de brotos in vitro de Vriesea reitzii. Para tanto, brotos submetidos a sucessivos subcultivos em meio MS básico líquido suplementado com ANA (2 µM) mais BAP (4 µM) foram individualizados, padronizados por tamanho e incubados em meio MSB líquido isento de fitorreguladores. Após 3 semanas, esses brotos foram utilizados como fonte de explantes para excisão das bases foliares. Bases foram inoculadas sobre ponte de papel em tubos de ensaio contendo meio MSB líquido suplementado com ANA (4 µM) + BAP (2 µM). Amostras representativas foram coletadas em T0 (base segmentada, mas não inoculada), T1, T2, T3 e T4 (uma, duas, três e quatro semanas de cultivo, respectivamente.) e congeladas a -80ºC. Bases foliares recém-coletadas nos respectivos tempos de cultivo foram submetidas à caracterização morfológica por meio de registro em microscópio estereoscópio e a análises histoquímicas. Amostras obtidas nos tempos de cultivo descritos foram submetidas à extração de DNA, à posterior digestão de ácidos nucléicos, e à detecção da porcentagem de metilação da citosina (% 5mdC) em HPLC/UV. Amostras dos mesmos tempos de cultivo foram submetidas à identificação e quantificação das PAs em HPLC/UV após extração e dansilação delas. As culturas nodulares originam-se a partir da proliferação de células meristemáticas da base foliar e em duas semanas de cultivo evidenciou-se a sua formação. Durante a indução de CNs observou-se um decréscimo expressivo nos percentuais de metilação (5mdC) também evidenciado em T2, sendo que em T0 houve 24,8% de metilação e em T4 12,5%. Portanto, existe uma correlação entre percentuais de 5mdC e competência para indução de CNs e o evento epigenético envolvido na morfogênese in vitro foi a demetilação. Os teores endógenos das PAs livres Espermidina (Spd) e Espermina (Spm) mantiveram-se constantes durante a indução das CNs. A Putrescina (Put) apresentou um aumento a partir de T2 o que indica que o seu envolvimento na divisão celular.<br> / Abstract : Vriesea reitzii Leme & Coasta is a bromeliad from the Atlantic Forest, occurs at elevations ranging from 750 to 1200m, and is endemic in the state of Santa Catarina. In a context of disordered collection and threat of extinction, we highlight the importance of tissue culture techniques, which the mass propagation of this species and the reduction of pressure in the natural habitat. The regenerative system defined as Nodule Clusters (NCs) configured as an efficient strategy for micropropagation of this bromeliad, since culminates in the production of multiple adventitious shoots. It is assumed that the acquisition of in vitro cell competence to obtain NCs is modulated by the global methylation percentage of the DNA and the content of free polyamines , and both are key mediators in vitro morphogenesis and are involved in regulating the expression gene. So, the aim of this study was to evaluate the dynamics of the global nuclear DNA methylation and polyamines (PAs) endogenous free during induction and early development of nodule clusters (NCs) from leaf explants of in vitro shoots of Vriesea reitzii. For both, shoots subjected to successive subcultures in MS medium supplemented with NAA net (2 mM) plus BAP (4 mM) were individualized, standardized by size and incubated in MSB liquid medium free of growth regulators. After 3 weeks, these buds were used as source of explants for excision of leaf bases. Bases were inoculated on paper bridge in test tubes containing MSB liquid medium supplemented with NAA (4 mM) + BAP (2 mM). Representative samples were taken at T0 (segmented basis but not inoculated) T1, T2, T3 and T4 (one, two, three and four weeks of culture, respectively). And frozen at -80°C. Freshly collected in their times of cultivation bases underwent morphological characterization by registering a stereoscopic microscope and histochemical analyzes. Samples obtained in cultivation periods described were subjected to DNA extraction, the subsequent digestion of nucleic acids, and detection of the percentage of cytosine methylation (% 5mdC) HPLC/UV. Samples from the same culture times were submitted for identification and quantification of PAs in HPLC / UV after extraction and dansylation them. Nodule clusters arise from the proliferation of meristematic cells of leaf base and in two weeks of culture showed up his training. During induction of NCs observed a significant decrease in the percentage of methylation (5mdC) also evidenced in T2, and was 24.8% at T0 and T4 methylation of 12.5 %. Therefore, there is a correlation between percentage of 5mdC and competence for induction of NCs and the epigenetic event involved in morphogenesis in vitro was demethylation. The endogenous levels of free PAs spermidine (Spd) and Spermine (Spm) remained constant during the induction of NCs. The Putrescine (Put) showed an increase from T2 indicating that their involvement in cell division.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:56:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331972.pdf: 2489704 bytes, checksum: a64f8c492b85754493974107465f8979 (MD5) Previous issue date: 2014 / A domesticação é um processo em que populações de organimos e/ou ambientes são adequados aos interesses e necessidades de uso e manejo humano. Tal processo pode acarretar modificações fenotípicas e/ou genéticas em diferentes intensidades. Como este processo atua tanto sobre populações quanto sobre paisagens, o conceito de paisagem tem sido usado para entender como os seres humanos interpretam concepções locais e padrões de uso/ manejo de paisagens, e também sobre como os sistemas locais de conhecimento podem ajudar na sustentabilidade ecológica. Assim, este estudo inclui abordagens que envolvem aspectos de caracterização demográfica e genética da espécie Bromelia antiacantha (carcaguatá) em diferentes paisagens, bem como uma abordagem etnobotânica a qual buscou caracterizar o histórico de uso e as principais práticas de manejo que envolvem a espécie. Neste contexto, o principal objetivo foi buscar evidências da domesticação de B. antiacantha, estudando os efeitos do uso e manejo da paisagem com a espécie, empregados no Planalto Norte Catarinense, sobre a estrutura demográfica e diversidade genética das populações da mesma. O estudo foi realizado no Planalto Norte Catarinense nos Municípios de Três Barras, Canoinhas, Irineópolis e Major Vieira. Para os estudos de demografia foram usadas parcelas permanentes em unidades de paisagem submetidas a diferentes intensidades de manejo. Nestas parcelas as rosetas de B. antiacantha foram acompanhas durante três anos. Nas mesmas unidades de paisagem foram coletadas amostras foliares para caracterização genética e frutos para retirada de sementes para a caracterização genética de progênies. A caracterização genética foi realizada empregando eletroforese de izoenzimas. A coleta de dados do estudo etnobotânico foi realizada empregando-se entrevistas semiestruturadas e turnês guiadas. O acompanhamento das populações de B. antiacantha nas diferentes unidades de paisagem permitiu um maior conhecimento sobre a dinâmica da espécie em ambientes com diferentes intensidades de interferência humana. Nas áreas com interferência humana visando obtenção de outros recursos (extração de erva mate e o manejo do gado) as rosetas da espécies foram encontras em densidades médias menores, quando comparadas às demais unidades de paisagem. A maior densidade de plantas foi encontrada na unidade de paisagem com maior interferência humana: a cerca viva. O número de rosetas reprodutivas e o período para entrar em reprodução, nas diferentes unidades de paisagem, não está relacionado ao manejo realizado nas unidades. A diversidade genética encontrada, de maneira geral, foi alta, entretanto entre as populações e paisagens estes índices se mostraram diferentes entre adultos e progênies. Nos adultos a maior diversidade foi encontrada nas cercas vivas, as quais apresentaram também baixos índices de fixação. Nas progênies os índices de diversidade mais altos foram encontrados nas áreas sem manejo. O estudo etnobotânico permitiu elucidar algumas questões levantadas pelos resultados demográficos e genéticos. Além disso, verificou-se que a transmissão do conhecimento sobre a espécie se deu principalmente pela família nuclear e que a eficiência da cerca para a contenção/proteção dos animais foi a principal razão apontada para o uso das cercas de caraguatá. Segundo os entrevistados as rosetas para a confecção das cercas vivas são obtidas na maioria dos casos na propriedade rural sendo que a maioria destas áreas de coleta de mudas foi caracterizada como floresta conservada. Os resultados etnobotânicos obtidos mostraram ainda que não há um critério específico observado para a coleta das mudas, porém quando há disponibilidade de rosetas, o vigor e o tamanho são características observadas. Além disso, com base nas idades das cercas e nos relatos dos informantes, verificou-se que a prática de confecção das cercas de caraguatá é antiga e que apesar de hoje as opções de cercas serem mais amplas, o caraguatá ainda se mostra uma boa opção para a confecção de cercas na região. Os resultados obtidos, principalmente nos estudos demográficos e etnobotânicos deixam clara a domesticação das unidades de paisagem estudadas. Ao mesmo tempo a menor diversidade genética, maior endogamia nas progênies e o indicativo de eventual seleção de tipos para a confecção das cercas são evidências da ocorrência de domesticação para B. antiacantha por agricultores locais do Planalto Norte Catarinense.<br> / Abstract : Domestication is a process in which populations of organisms and/or environments are adapted to the interests and necessities of human use and management, such a process may result in phenotypic and genetic changes of different intensities. Since this process acts upon both populations and landscapes, the concept of landscape has been used to understand how human beings interpret local landscape concepts, use/management patterns and classifications, as well as how the local systems of knowledge that can contribute in ecological sustainability. Thus, this study includes approaches that involve demographic and genetic aspects of the species Bromelia antiacantha (carcaguatá) in different landscapes, as well as an ethnobotanical approach, which sought to characterize the use history and key management practices that involve the species. Within this context, the main objective was to seek evidence of B. antiacantha domestication, by studying the effects of landscape use and management on the demographic structure and genetic diversity of the species populations used in the northern Santa Catarina plateau. The study was conducted in the Nothern Plateau of Santa Catarina in the municipalities of Três Barras, Canoinhas, Irineópolis and Major Vieira. Permanent plots were used in the demographic study within landscape units subjected to different intensities of management. In this plots the rosettes of B. antiacantha were observed during three years. In the same landscape units leaf samples were collected for genetic characterization, and seeds were removed from fruits and used for the genetic characterization of progeny. The genetic characterization was conducted using isozyme electrophoresis. The ethnobotanical data was obtained through semi-structured interviews and guided tours. Monitoring of B. antiacantha populations within different landscape units allowed for greater insight into the species dynamics in environments with different levels of human interference. In areas of human interference aimed at obtaining other resources (extraction of erva-mate and cattle management) the species' rosettes were found in smaller average densities when compared to other landscape units. The greatest plant density was found in the landscape unit with the greatest human interference: the live fence. The number of reproductive rosettes and the period of entering into reproduction, within the different landscape units, is not related to the management exercised in each unit. In general, the genetic diversity was high, however between populations and landscapes these indexes were different for adults and progeny. In adults the highest diversity was found in live fences (hedges), which also showed low levels of fixation. For progenies the highest diversity was found in areas without management. The ethnobotanical study helped to clarify some issues raised by the demographic and genetic findings. Furthermore, it was found that transmission of knowledge regarding the species was mainly done so by the immediate family and the efficiency of live fences for animal containment/protection was the main reason given for the use of caraguatá fences. According to informants the rosettes used in making the live fence were obtained, in most cases, on the rural property, with the majority of the seedling collection areas characterized as protected forest. The ethnobotanical results also showed that there are no specific criteria for the seedling collection, however when seedlings are available, vigor and size are observed characteristics. Furthermore, based on the age of the fences and informant reports it was found that the practice of making caraguatá fences is old, and even with an array of fence options, caraguatá is still a good option for building fences in the region. The results obtained, principally in the demographic and ethnobotanical studies demonstrate the domestication of the landscape units studied. At the same time the low genetic diversity, the high endogamy among progeny, and the indication of selection of types for building fences are evidence for domestication occurrence in B. antiacantha by local farmers in the Northern Plateau of Santa Catarina.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-graduação em Ecologia, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:39:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318987.pdf: 829540 bytes, checksum: 51ff3ac14548114c62763988e307d673 (MD5) Previous issue date: 2013 / As interações positivas entre plantas possuem papel fundamental em locais com condições ambientais extremas, como nas restingas, onde o estabelecimento de muitas espécies é limitado pelas altas temperaturas, baixa disponibilidade de água e nutrientes no solo, dentre outros. As bromélias possuem características para atuar como planta-berçário de outras espécies vegetais, fornecendo a elas condições mais favoráveis e proporcionando um incremento na germinação, no crescimento e/ou no estabelecimento das espécies beneficiadas. Este estudo objetivou analisar o potencial da bromélia Vriesea friburgensis como planta-berçário de espécies vegetais de restingas, comparando esta interação entre restingas herbáceas e arbustivas, localizadas na Ilha de Santa Catarina, SC. Para tal, foram coletados juvenis associados à V. friburgensis (n=50 em cada área), dentro dos tanques e sob os indivíduos e comparados em abundância, altura e riqueza com juvenis coletados de uma parcela adjacente de 0,25m² colocada 30 cm de cada bromélia. Além disso, foi realizado um monitoramento de médio prazo com 16 indivíduos de Clusia criuva para verificar o crescimento, sobrevivência e o sucesso no estabelecimento de plântulas que estavam associadas à V. friburgensis. A frequência de bromélias que apresentaram juvenis associados à seus tanques foi de 29% na vegetação herbácea e de 69% na vegetação arbustiva. Foi obtido um total de 1.280 juvenis, classificados em 57 morfo-espécies. A abundância e a riqueza dos juvenis coletados na fitofisionomia herbácea foram maiores nas parcelas adjacentes, porém, as alturas dos juvenis foram maiores quando associados às bromélias e este resultado não foi influenciado pela presença de espécies com hábito de vida arbustivo e arbóreo. Na fitofisionomia arbustiva, a abundância, riqueza e altura de juvenis não diferiram entre os sítios. A análise de similaridade (ANOSIM) mostrou que a composição de espécies nas bromélias difere da composição das áreas adjacentes, indicando que há espécies que interagem mais com as plantas-berçário, e outras que não se desenvolvem em associação, porém a análise de correspondência (CA) mostrou que esta diferença foi menor nas áreas de vegetação arbustiva. Através da análise de espécies indicadoras (IndVal), Clusia criuva foi considerada característica de locais associados às bromélias, nas duas vegetações, mostrando grande especificidade à esta interação. O monitoramento dos indivíduos de C. criuva mostrou que o efetivo estabelecimento no solo ocorre, com crescimento irregular entre eles, ou seja, alguns crescendo mais que os outros, provavelmente pela condição de alto recrutamento na mesma bromélia. Com esses resultados, pode-se concluir que V. friburgensis atua como planta-berçário de restingas herbáceas e arbustivas, auxiliando no crescimento desses juvenis, porém a interação positiva ocorre apenas para poucas espécies vegetais, principalmente C. criuva, a qual apresentou alto grau de especificidade com a bromélia <br> / Abstract: Positive interactions between plants play a fundamental role inenvironments with extreme conditions, such as restingas, where theestablishment of many species is limited by high temperature, lowavailability of water and nutrients in the soil, among others. Thebromeliads can act as nurse-plants for other species, providing moresuitable conditions and an increment in germination, growth and/orestablishment of beneficiary species. This study aimed to analyze thepotential of bromeliad Vriesea friburgensis as a nurse-plant for plantspecies, comparing this interaction between herbaceous restinga andshrubby restinga, in Ilha de Santa Catarina, SC. Therefore, juvenilesassociated with V. friburgensis (n=50 bromeliad in each area) werecollected, within and under bromeliad tanks, and compared inabundance, height and richness with juveniles collected on adjacentplots of 0,25m² placed beside each bromeliad. Moreover, a medium termmonitoring was carried out to verify the growth, survivorship andestablishment success of 16 Clusia criuva seedlings that were associatedwith V. friburgensis. The frequency of bromeliads with associatedjuveniles was 29% in herbaceous vegetation and 69% in shrubbyvegetation. In total 1.280 juveniles were collected, classified in 57morpho-species. Abundance and richness of juveniles collected inherbaceous vegetation were higher in adjacent areas, however, height ofjuveniles were higher when associated with bromeliads, and this resultwas not influenced by the presence of shrub and tree species. In theshrubby vegetation, abundance, richness and height of juveniles had nosignificant difference. Analysis of similarity (ANOSIM) showed thatspecies composition in bromeliad differed from species composition onadjacent areas, indicating that there are species that interact more withnurse-plants, whereas others do not develop when associated withbromeliad, however correspondence analysis (CA) showed thisdifference was smaller in shrubby vegetation areas. Through indicatorspecies analysis (IndVal), Clusia criuva was considered characteristic ofplaces associated to bromeliads, in both vegetations, showing highspecificity to this interaction. The monitoring of C. criuva individualsrevealed that the effective establishment in the soil does occur, withirregular growth, that is, some of them grew more than others, probablydue to high recruitment in the same bromeliad. With these results, wecan conclude that V. friburgensis acts as a nurse-plant in herbaceous andshrubby restingas, assisting in the growth of juveniles, but the positive interaction occurs for few species, mainly to C. criuva, which showedhigh specificity with bromeliad.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-graduação em Recursos Genéticos Vegetais / Made available in DSpace on 2012-10-21T23:48:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 212135.pdf: 3294096 bytes, checksum: 28924d6be526613f7e98f6c14712eb6f (MD5)

O Parque Estadual de Itapuã, RS, Brasil, é considerado um dos últimos refúgios da Mata Atlântica ainda preservados na região metropolitana de Porto Alegre, local escolhido para as coletas de bromélias. O objetivo deste trabalho foi realizar um levantamento da diversidade de bactérias, tanto endofíticas quanto daquelas presentes na água das cisternas de bromélias. Foram coletadas 38 amostras de folhas e 26 amostras de água das cisternas de sete espécies de bromélias em vários locais do Parque, no período de março de 2006 a maio de 2007. As amostras foram cultivadas após diluições seriadas em ágar para contagem. Os isolados foram identificados através da análise da morfologia colonial, celular, comportamento bioquímico e fisiológico. Das folhas foram isoladas 76 bactérias endofíticas e da água das cisternas 124 bactérias com predomínio dos gêneros Bacillus, Burkolderia, Staphylococcus e Streptomyces. As bactérias Gram positivas apresentaram um maior número de cepas produtoras de enzimas extracelulares comparadas às Gram negativas. As Gram positivas isoladas das folhas foram melhores produtoras de celulase, pectinase e lipase, enquanto que as isoladas da água de cisterna foram melhores produtoras para celulase, amilase e protease. Pôde se observar que a maioria das bactérias endofíticas isoladas das bromélias produz algum tipo de promotor de crescimento. Com exceção da fixação de nitrogênio, que foi detectada somente entre as bactérias Gram negativas, pode-se observar que a produção desses promotores está amplamente disseminada entre as bactérias endofíticas. A análise da biodiversidade foi realizada através do índice de Shannon-Weaver, onde foi encontrado nas folhas (H=3,070) e nas cisternas (H=3,449) evidenciando que as cisternas abrigam uma biodiversidade um pouco mais elevada em relação ao interior da planta. / The State Park of Itapuã, RS, Brazil, is considered one of the latest refuges of the Atlantic Forest still preserved in the metropolitan area of Porto Alegre, where seven bromeliads samples were colected. The objectives of this study were carry out a survey on the diversity of the endophytic bacteria and those present in the water tanks of bromeliads. Thirty eight samples of leaves and 26 samples of water from the water tanks of bromeliads were collected from many places of the Park, between the period of March, 2006 and May, 2007. Samples were cultivated in plate count agar after serial decimal dilutions. Bacteria were identified through analysis of their colonial and cellular morphology, physiological and biochemical characteristics. From leaves it was obtained 76 strains of endophytic bacteria and from water tanks it was obtained 124 strains, with the predominance of Bacillus, Burkolderia, Staphylococcus and Streptomyces genera. The Gram positive bacteria presented a great number of strains producing extra-cellular enzymes compared to Gram negative strains. The Gram positive strains isolated from the leaves were better in the production of cellulase, pectinase and lipase, and those isolated form water tanks were better in the production cellulase, amylase and protease. It was observed that the majority of the endophytic strains produce one kind of promoting growth. With the exception of fixing nitrogen, observed only with Gram negative strains, it was observed that the production of promoting growth substance is disseminated between endophytic bacteria. The analysis of biodiversity was carried out with the Shannon-Weaver index, that demonstrated (H=3.449) and (H=3.070). These results showed that there are a little higher biodiversity in the water tanks than in the leaves.

O Parque Estadual de Itapuã, RS, Brasil, é considerado um dos últimos refúgios da Mata Atlântica ainda preservados na região metropolitana de Porto Alegre, local escolhido para as coletas de bromélias. O objetivo deste trabalho foi realizar um levantamento da diversidade de bactérias, tanto endofíticas quanto daquelas presentes na água das cisternas de bromélias. Foram coletadas 38 amostras de folhas e 26 amostras de água das cisternas de sete espécies de bromélias em vários locais do Parque, no período de março de 2006 a maio de 2007. As amostras foram cultivadas após diluições seriadas em ágar para contagem. Os isolados foram identificados através da análise da morfologia colonial, celular, comportamento bioquímico e fisiológico. Das folhas foram isoladas 76 bactérias endofíticas e da água das cisternas 124 bactérias com predomínio dos gêneros Bacillus, Burkolderia, Staphylococcus e Streptomyces. As bactérias Gram positivas apresentaram um maior número de cepas produtoras de enzimas extracelulares comparadas às Gram negativas. As Gram positivas isoladas das folhas foram melhores produtoras de celulase, pectinase e lipase, enquanto que as isoladas da água de cisterna foram melhores produtoras para celulase, amilase e protease. Pôde se observar que a maioria das bactérias endofíticas isoladas das bromélias produz algum tipo de promotor de crescimento. Com exceção da fixação de nitrogênio, que foi detectada somente entre as bactérias Gram negativas, pode-se observar que a produção desses promotores está amplamente disseminada entre as bactérias endofíticas. A análise da biodiversidade foi realizada através do índice de Shannon-Weaver, onde foi encontrado nas folhas (H=3,070) e nas cisternas (H=3,449) evidenciando que as cisternas abrigam uma biodiversidade um pouco mais elevada em relação ao interior da planta. / The State Park of Itapuã, RS, Brazil, is considered one of the latest refuges of the Atlantic Forest still preserved in the metropolitan area of Porto Alegre, where seven bromeliads samples were colected. The objectives of this study were carry out a survey on the diversity of the endophytic bacteria and those present in the water tanks of bromeliads. Thirty eight samples of leaves and 26 samples of water from the water tanks of bromeliads were collected from many places of the Park, between the period of March, 2006 and May, 2007. Samples were cultivated in plate count agar after serial decimal dilutions. Bacteria were identified through analysis of their colonial and cellular morphology, physiological and biochemical characteristics. From leaves it was obtained 76 strains of endophytic bacteria and from water tanks it was obtained 124 strains, with the predominance of Bacillus, Burkolderia, Staphylococcus and Streptomyces genera. The Gram positive bacteria presented a great number of strains producing extra-cellular enzymes compared to Gram negative strains. The Gram positive strains isolated from the leaves were better in the production of cellulase, pectinase and lipase, and those isolated form water tanks were better in the production cellulase, amylase and protease. It was observed that the majority of the endophytic strains produce one kind of promoting growth. With the exception of fixing nitrogen, observed only with Gram negative strains, it was observed that the production of promoting growth substance is disseminated between endophytic bacteria. The analysis of biodiversity was carried out with the Shannon-Weaver index, that demonstrated (H=3.449) and (H=3.070). These results showed that there are a little higher biodiversity in the water tanks than in the leaves.