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Desenvolvimento estrutural e dinâmica de constituintes químicos no gineceu de Billbergia Nutans H.Wendl ex Regel (Bromelioideae-Bromeliaceae)

Fagundes, Natividad Ferreira January 2013 (has links)
No gineceu, ocorre o desenvolvimento de esporos e de gametófitos femininos no ovário, e as várias especializações do gineceu promovem sua interação com o gametófito masculino até a fecundação. Pouco se conhece sobre essas interações na porção ovariana do gineceu. Em Bromeliaceae, o detalhamento histológico do estigma e do estilete é inexistente. Para Billbergia, não existem dados embriológicos. Billbergia nutans (Bromeliaceae, Poales) é uma espécie importante como fonte de alimento para os polinizadores durante o inverno e apresenta ameaça de extinção em nível estadual. Este estudo visa ampliar o conhecimento sobre as modificações histológicas do gineceu em angiospermas, em preparação à polinização e fecundação; contribuir para o conhecimento da embriologia de Bromeliaceae; e verificar a presença de limitações ou vantagens reprodutivas durante o desenvolvimento embriológico de B. nutans. As análises foram executadas em Microscopia de Luz, em campo claro e epifluorescência, e em Microscopia Eletrônica de Varredura. Foram realizados testes histoquímicos e a marcação com anticorpos monoclonais para a detecção de compostos químicos. São registrados dados inéditos sobre a embriologia do gênero, a estrutura histológica do gineceu na família, a reconstrução tridimensional do gametófito feminino em monocotiledôneas e a imunolocalização de determinadas pectinas no ovário de angiospermas. A arquitetura do estigma espiral-conduplicado resulta de vários eventos ao longo do desenvolvimento. Os tricomas estigmáticos, o tecido transmissor e o obturador produzem secreção polissacarídica. Os tricomas estigmáticos armazenam sua secreção em bolsões pécticos no interior da parede periclinal externa. As paredes celulares labirínticas caracterizam as células do tecido transmissor e obturador de B. nutans como células de transferência, de composição pecto-celulósica. Há uma dinâmica de amido associada à secreção no gineceu, regulada pelo desenvolvimento. Os grãos de amido são considerados como fonte de moléculas para a produção da secreção, e os inúmeros campos primários de pontoação devem facilitar esse transporte. O obturador de Bromeliaceae é semelhante ao de espécies de Liliaceae e Asparagaceae. Os rudimentos seminais de Bromeliaceae são anátropos, bitegumentados e crassinucelados, com gametófito do tipo Polygonum. Muitos caracteres são sugeridos como úteis para a taxonomia da família. A morfologia do apêndice calazal pode ser um caráter inapropriado para aplicação taxonômica, devido à variabilidade encontrada em B. nutans. Quanto à evolução do rudimento seminal em Bromeliaceae, a subfamília que divergiu mais cedo mostra estados reduzidos de vários caracteres. Alguns caracteres parecem ser homoplásicos na família, podendo ser relevantes se aplicados em níveis taxonômicos inferiores. Em Poales, os tegumentos compostos por duas camadas celulares e o reduzido número de rudimentos seminais são, provavelmente, estados de caráter plesiomórficos. Não foram observadas limitações reprodutivas significativas durante o desenvolvimento do rudimento seminal de B. nutans. A modulação espacial encontrada entre arabinanos, galactanos e proteínas arabinogalactanos (AGPs) no ovário demarca a trajetória porogâmica do tubo polínico em direção ao gametófito feminino. A produção dessas moléculas é regulada pelo desenvolvimento. Possíveis funções das pectinas e AGPs nesses tecidos são discutidas, como a flexibilidade e expansibilidade da parede celular, sinalização e adesão celular, nutrição e atração do tubo polínico. A detecção química dessa trajetória tem sido observada em outras angiospermas, principalmente com relação às AGPs. Contudo, cada espécie possui um conjunto específico de moléculas, aparentemente não relacionado à posição filogenética. Este estudo mostra que o tubo polínico, possivelmente, aproxima-se do rudimento seminal por sinais direcionais sucessivos do gineceu. / In the gynoecium, the development of spores and female gametophytes occurs within the ovary, and the various specializations of the gynoecium promote its interaction with the male gametophyte until fertilization. Little is known about these interactions in the ovarian portion of the gynoecium. In Bromeliaceae, the histological detailing of the stigma and style is unknown. There are no embryological data for Billbergia. Billbergia nutans (Bromeliaceae, Poales) is an important species as a source of food for pollinators during winter and is under threat of extinction at the state level. This study aims to expand the knowledge about the histological changes of the gynoecium in preparation for pollination and fertilization in angiosperms; to contribute to knowledge of the embryology of Bromeliaceae; and to verify the presence of reproductive limitations or advantages in the embryological development of B. nutans. The analyses were performed with Light Microscopy, under bright field and epifluorescence, and in Scanning Electron Microscopy. Histochemical tests and labelling with monoclonal antibodies were performed for the detection of chemical components. Unpublished data are recorded on the embryology of the genus, the histological structure of the gynoecium in the family, the three-dimensional reconstruction of the female gametophyte in monocotyledons and the immunolocalization of certain pectins in the ovary of angiosperms. The architecture of the conduplicate-spiral stigma results from several events throughout the development. The stigmatic trichomes, the transmitting tissue and the obturator produce a polysaccharidic secretion. The stigmatic trichomes store the secretion in pectic pockets inside its outer periclinal wall. The labyrinthic cell walls are composed by cellulose and pectins and characterize the cells of the transmitting tissue and obturator of B. nutans as transfer cells. Starch dynamics associated with secretion are observed in the gynoecium, and are developmentally regulated. The starch grains are considered as a source of molecules for the production of secretion and many primary pit fields may facilitate such transport. The obturator of Bromeliaceae is similar to those of Liliaceae and Asparagaceae species. The ovules of Bromeliaceae are anatropous, bitegmic and crassinucellate, with a Polygonum-type gametophyte. Many characters are suggested as useful for the taxonomy of the family. The morphology of the chalazal appendage may not be an appropriate character for taxonomic use, due to the variability found in B. nutans. Regarding the evolution of the ovule in Bromeliaceae, the earliest-divergent subfamily shows a reduced state of several characters. Some characters appear homoplasious in the family and may be relevant when applied to lower taxonomic levels. Within Poales, the two-layered integuments and the small number of ovules are probably plesiomorphic character states. Reproductive limitations during ovule development of B. nutans were not found to be significant. The spatial modulation found between arabinan, galactan and arabinogalactan proteins (AGPs) in the ovary delineates the porogamic pollen tube pathway into the female gametophyte. The production of these molecules is developmentally regulated. Possible roles for pectins and AGPs in these tissues are discussed, such as the flexibility and expansibility of the cell wall, cell signaling, cell adhesion, nutrition and attraction of the pollen tube. The chemical detection of this pathway has been observed in other angiosperms, especially with respect to AGPs. However, each species has a specific set of molecules, apparently unrelated to the phylogenetic position. This study shows that the pollen tube possibly approaches the ovule by successive directional cues from the gynoecium.
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Absorção e assimilação de uréia pela bromélia epífita com tanque Vriesea gigantea / Urea uptake and assimilation by the epiphytic tank bromeliad Vriesea gigantea

Camila Aguetoni Cambuí 20 August 2009 (has links)
Apesar do ambiente epifítico ser caracterizado como bastante desfavorável para o desenvolvimento de vegetais devido à falta intermitente de água e escassez de nutrientes, uma grande diversidade de bromélias o ocupam com sucesso. Uma série de características adaptativas, tanto morfológicas, anatômicas e fisiológicas, está presente nessas plantas e as capacitam a utilizar com grande eficiência os recursos disponíveis de maneira escassa e temporária. O enfoque deste trabalho foi direcionado à compreensão das estratégias adotadas pela bromélia epífita com tanque Vriesea gigantea para a utilização da ureia, uma fonte de nitrogênio não usual para a maioria das plantas terrestres. Em decorrência da frequente associação com anfíbios em ambiente natural, a ureia é um recurso disponibilizado ocasionalmente e durante um curto período na água do tanque. Foram isolados 2 cDNAs completos de aquaporinas potencialmente envolvidos no transporte de ureia: VgPIP1,5 e VgTIP2, que codificam proteínas de membranas plasmática e de tonoplasto, respectivamente. Ambos os genes tiveram expressão mais acentuada nas bases foliares e foram pouco afetados pelo regime de luz. Além disso, a expressão desses genes foi estimulada na presença de ureia, o que não foi observado para em relação às fontes inorgânicas amônio e nitrato. A assimilação de ureia pareceu ser, em grande parte, dependente de hidrólise prévia em NH4+ e CO2, reação essa catalisada pela urease. Foi demonstrado que ambos os produtos dessa reação são incorporados rapidamente, formando aminoácidos (principalmente via GDH, GS/GOGAT e subseqüentes transaminases) e esqueletos carbônicos Infelizmente, a incorporação direta de ureia via reação inversa da arginase não foi confirmada, embora esse resultado possa estar relacionado a limitações metodológicas para a análise de arginina. Ainda assim, evidências sugerem que, se não pela arginase, outras vias alternativas de assimilação direta de ureia possam estar envolvidas. Além da sua importância da urease na hidrólise citossólica de ureia, foi demonstrada, de forma inédita em plantas, a presença dessa enzima nas frações de membranas e parede celular de V. gigantea. É muito provável que, além da capacidade de secreção da urease para a região do tanque, a presença dessa enzima em regiões próximas à superfície celular torne mais rápido e eficiente o processo de assimilação de ureia pelas células. Embora seja caracterizada como um recurso de disponibilidade ocasional e de curta duração e por ser alvo de intensa competição interespecífica, a ureia ainda assim é a fonte de N preferencial para Vriesea gigantea. É provável que um dos motivos que levou essa espécie a utilizar preferencialmente a ureia seja a vantagem de se obter, simultaneamente, tanto carbono quanto nitrogênio, ambos presentes em quantidades limitantes no seu habitat natural. / Although the growth conditions in epiphytic habitats are unfavourable for plant growth due to water and nutrient limitations, a great diversity of bromeliads successfully occupy this environment. These plants have evolved a variety of morphological, anatomical and physiological adaptations allowing them a highly efficient use of available resources. The main objective of the present work was to elucidate the strategies of the epiphytic tank bromeliad Vriesea gigantea to utilize urea, a nitrogen source generally considered to be uncommon for most terrestrial plants. Although in natural environments urea is frequently excreted by amphibians that are associated with the tank of these plants, the availability of this nitrogen source is nevertheless short-lived and unpredictable. Two complete cDNA sequences encoding plasma membrane and tonoplast aquaporin proteins, which are potentially involved in urea transport, were isolated from leaf tissues of Vriesea gigantea: VgPIP1,5 and VgTIP2, respectively. Both genes were mainly expressed in the leaf bases and were not affected by light conditions. Moreover, the expression of these aquaporins was stimulated in the presence of urea in the culture medium, while no effect was observed with ammonium and nitrate as nitrogen source. Urea assimilation is thought to be strongly dependent on precedent hydrolysis of urea to NH4+ and CO2 mediated by urease. Both products of this reaction were quickly assimilated and incorporated into amino acids (mainly via GDH, GS/GOGAT and subsequent transaminases) and carbon skeletons. On the contrary, the direct incorporation of urea via a reverse reaction of arginase could not be confirmed due to the methodological limitation of analyzing double-labelled (13C-,15N-) arginine. However, there is strong evidence suggesting that arginase or other alternative assimilation pathways may be involved in urea assimilation. Despite the importance of urease in the cytosolic hydrolysis of urea, the present work demonstrates for the first time that this enzyme is present in both, membrane and cell wall fractions of V. gigantea. Consequently, besides the capacity of this plant to excrete urease into the tank water, the close association of this enzyme to urea uptake regions could further increase the rate and efficiency of urea assimilation by plant cells. Although urea is characterized as an occasional and only short-lived nutrient source, which is furthermore subject to intense interspecific competition, urea can be considered to be a preferential nitrogen source for Vriesea gigantea. One reason for the preferential use of urea could be the advantage of simultaneously gaining carbon and nitrogen, two limiting resources in the natural habitat of epiphytic bromeliads.
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Diversidade e estrutura genética em Dychia excelsa : uma espécie ameaçada dos afloramentos rochosos ferruginosos (cangas) no Bioma Pantanal

Ruas, Renata de Barros January 2018 (has links)
O bioma Pantanal, no estado de Mato Grosso do Sul, é considerado uma das áreas que sofre os mais fortes impactos antrópicos no estado. Grandes planícies alagadas como o Pantanal, são compostas de diferentes subsistemas, classificados como ecossistemas ou habitats. Dentre as fitofisionomias presentes na região do Pantanal, estão as cangas – afloramentos rochosos ferruginosos formados por material detrítico derivado de rochas próximas ricas em ferro. Em consequência do seu isolamento ecológico e espacial, os afloramentos rochosos são considerados “ilhas terrestres”. A família Bromeliaceae possui uma série de inovações que permitiram sua colonização e especiação em ambientes sob estresse. O gênero Dyckia pertence à subfamília Pitcairnioideae e é o segundo maior gênero dessa. As espécies de Dyckia se caracterizam por serem xeromórficas, rupícolas, adaptadas a ambientes extremos e altamente expostos ao sol, como as cangas. Dyckia excelsa é uma espécie que possui distribuição restrita e foi recentemente descoberta nos afloramentos rochosos ferruginosos localizados no Planalto Residual do Urucum, em Corumbá, Mato Grosso do Sul. Devido à escassez de conhecimentos sobre aspectos genéticos e biológicos da flora Pantaneira, este estudo teve como objetivo geral acessar a diversidade e estrutura genética de populações naturais de Dyckia excelsa, as quais são importantes para compreender a dinâmica evolutiva no Pantanal, assim como estabelecimento de estratégias de conservação de Bromeliaceae e das regiões onde elas ocorrem. Para isso, dados moleculares foram correlacionados com dados geográficos de ocorrência da espécie. Oito marcadores moleculares do tipo microssatélites nucleares e duas sequências de regiões intergênicas plastidiais foram utilizados, buscando acessar padrões contemporâneos e históricos que levaram a diversificação desta espécie. Quanto aos processos contemporâneos, acessados pelo marcador nuclear, a diversidade genética mostrou-se baixa nas populações (HO = 0 a HO = 0,238), padrão encontrado também em outras espécies endêmicas do mesmo gênero. Apesar disto, quase todas as populações não apresentaram desvio do equilíbrio de Hardy-Weinberg, provavelmente devido à auto-incompatibilidade da espécie que leva ao cruzamento obrigatório com outros indivíduos. As populações são altamente estruturadas (FST = 0,437; G’ST = 0,425), sugerindo que a dispersão via pólen entre as cangas é limitada, corroborando a hipótese de isolamento entre ilhas terrestres provido pela mata adjacente. A maior proporção da variação genética é encontrada dentro das populações (54,61%). Uma correlação entre distância genética e distância geográfica foi observada, através do teste de Mantel (P< 0.05; r2 = 0.2926), indicando a presença de isolamento por distância entre os pontos coletados. A análise Bayesiana encontrou um K = 3, que corresponde às ilhas terrestres, separando as populações coletadas em três regiões geográficas. No que diz respeito aos padrões históricos da espécie, acessados pelos marcadores plastidiais, a baixa diversidade de haplótipos e a alta diferenciação entre as populações indica um grande período de isolamento entre as cangas. O mesmo padrão de estruturação genética das análises com dados nucleares foi encontrado, sugerindo que a dispersão via sementes entre os grupos também é limitada, padrão esperado pela morfologia da semente. O tempo de divergência dos haplótipos data do Pleistoceno (1,4 milhões de anos), época em que o Pantanal sofreu grandes modificações em sua paisagem, passando por períodos de aridificação e atividades tectônicas intensas. Apesar disso, não foram observados padrões de expansão ou contração das populações através dos testes de neutralidade e gargalo de garrafa, indicando estabilidade das populações nas cangas. Logo, estes afloramentos provêm oportunidades de refúgio, facilitando a persistência de populações adaptadas a este ambiente. Para estratégias de conservação, é altamente recomendado que D. excelsa seja preservada in situ, em qualquer localidade, já que esta apresenta uma identidade única em todos os locais em que ela se encontra. Exceto por uma pequena população, todas as outras estão em áreas desprotegidas, inclusive em área urbana, o que torna a sua conservação ainda mais desafiadora. O ambiente peculiar em que esta espécie se encontra contribui para a evolução de muitas espécies raras e endêmicas, mostrando a grande importância da conservação das diferentes paisagens do Pantanal. / The Pantanal biome, in the Mato Grosso do Sul state, is considered one of the areas heaviest impacted by humans. Large wetlands such as the Pantanal are composed by many different subsystems, ranked as ecosystems or habitats. The ironstone outcrops, also known as cangas, are ecosystems formed from the weathering product of underlying iron-formation present in the Pantanal region. In consequence of their spatial and ecological isolation, the ironstone outcrops are considered “terrestrial islands”. The family Bromeliaceae has key adaptations that allowed them to colonize arid environments. Dyckia is the second largest genus belonging to the Pitcairnioideae subfamily and its species prefer xeromorphic environments with high sunlight exposure, such as the cangas. Dyckia excelsa has a narrow geographical distribution and was recently described occurring on the ironstone outcrops located in the Urucum Residual Plateau, in Corumbá, Mato Grosso do Sul State. Due to the lack of knowledge about genetic and biological aspects of the Pantanal flora, the general objective in this study was to access the diversity and the structure genetic of natural populations of D. excelsa, which are important for understand the evolutionary dynamics in Pantanal, as well as conservation strategies of Bromeliaceae. For this, molecular data were correlated with the species geographic occurrence. We used eight nuclear microsatellites and two intergenic plastid DNA spacers aiming to access contemporary and historical patterns that led to the diversification of this species For contemporary processes, accessed by the nuclear marker, genetic diversity was low in the populations (HO = 0 to HO = 0.238), pattern also found in other endemic species in this genus. Despite this, almost all populations did not show a deviation from the Hardy-Weinberg equilibrium, probably due to the self-incompatibility of the species that leads to obligatory cross-breeding with other individuals. Populations are highly structured (FST = 0.437; G'ST = 0.425), suggesting that pollen flow between cangas is limited, corroborating the hypothesis of isolation between terrestrial islands provided by adjacent forest. The highest proportion of genetic variation is found within populations (54.61%). A correlation between genetic distance and geographic distance was observed through the Mantel test (P <0.05; r2 = 0.2926), indicating presence of isolation by distance between the collected points. The Bayesian analysis found a K = 3, which correspond to the terrestrial islands, separating the populations collected in three geographic regions. Regarding the historical patterns of the species, accessed by the plastidial marker, the low diversity of haplotypes and the high differentiation between the populations indicates a great period of isolation between the cangas. The same pattern of genetic structure with nuclear data was found, suggesting that seed dispersal between groups is also limited, as expected by the seed morphology. The time of divergence of the haplotypes dates from the Pleistocene (1.4 myA), when the Pantanal experienced major modifications in its landscape, passing through periods of aridification and intense tectonic activities. Despite this, population expansion or contraction patterns were not observed through neutrality and bottleneck tests, indicating population stability in the cangas. Therefore, these outcrops provide opportunities for refuging, enabling the persistence of populations adapted to this environment. For conservation strategies, it is highly recommended that D. excelsa be preserved in situ, in any location, since it has a unique identity wherever it is found. Except for a small population, all others are in unprotected areas, including in urban areas, which makes their conservation even more challenging. The peculiar environment in which this species is found contributes to the evolution of other rare and endemic species, showing the great importance of Pantanal landscapes for conservation purposes.
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Efeitos de diferentes fontes de nitrogênio e do déficit hí­drico sobre o desenvolvimento e a modulação do metabolismo ácido das crassuláceas (CAM) em plantas atmosféricas de Guzmania monostachia / Effects of different sources of nitrogen and water deficiency on development and modulation of crassulacean acid metabolism (CAM) in atmospheric plants of Guzmania monostachia

Coutinho Neto, Antônio Azeredo 22 February 2018 (has links)
As bromélias são plantas que podem utilizar o nitrogênio em suas formas inorgânica e orgânica. Algumas delas apresentam comportamento heteroblástico, isto é, na fase adulta apresentam a sobreposição das folhas, formando um tanque, o qual pode armazenar água e nutrientes. Já na fase juvenil, também chamada de atmosférica, o tanque inexiste. Plantas adultas da espécie hetereblástica Guzmania monostachia quando cultivadas na natureza parecer preferir o nitrogênio na forma amoniacal ou ureídica; no entanto, para as atmosféricas não existem ainda estudos a respeito. Quanto à fotossíntese, plantas adultas com tanque de G. monostachia apresentam um sistema facultativo, isto é, numa condição hídrica favorável realizam a fotossíntese C3, já sob seca, podem alterar para o metabolismo ácido das crassuláceas (CAM). Por outro lado, as plantas atmosféricas dessa espécie expressam o CAM constitutivamente. Em resposta às adversidades ambientais, como a seca temporária ou a indisponibilidade de nutrientes, um aumento na produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) pode ocorrer e, dependendo da concentração alcançada nos tecidos, pode causar injúrias. Entretanto, as ROS também podem estar envolvidas com processos de sinalização celular, desde que em baixas concentrações. Folhas destacadas de plantas adultas de Guzmania monostachia, submetidas a um déficit hídrico e cultivadas na presença de diferentes fontes nitrogenadas, mostraram diferentes intensidades de CAM e teores consideráveis de ROS no ápice foliar. Entretanto, pouco se conhece, até o momento, sobre a modulação do CAM e a produção de ROS em plantas da fase juvenil. Os principais objetivos desta pesquisa foram 1) investigar quais seriam as fontes nitrogenadas mais propícias ao crescimento e desenvolvimento de plantas atmosféricas de Guzmania monostachia cultivadas in vitro na presença isolada de nitrato, amônio, glutamina ou ureia, na concentração total de N de 5mM. 2) analisar os efeitos do cultivo prévio de plantas atmosféricas em diferentes fontes de nitrogênio (mesmas condições acima) submetidas, em seguida, a um período de 7 dias de déficit hídrico provocado por PEG adicionado ao meio de cultura, sobre a modulação da intensidade do CAM, produção de ROS e atividades das enzimas antioxidantes. Foram realizadas análises morfométricas, anatômicas, além das fisiológicas, como conteúdo de pigmentos fotossintéticos (capítulo 1). Além disso, analisaram-se a suculência foliar, o acúmulo noturno de ácidos orgânicos, conteúdo de H2O2, atividade das enzimas PEPC e das relacionadas ao sistema antioxidante (capítulo 2). Os resultados de cultivo in vitro apontam que diferentes fontes nitrogenadas modificam metabolicamente e estruturalmente a bromélia Guzmania monostachia na fase atmosférica, sendo a fonte nítrica a que propiciou o surgimento de maiores proporções dos parênquimas aquífero e clorofiliano, aumentando a possibilidade de estocagem de água e de produção de clorofilas e carotenoides. Diferentemente das outras fontes de N, o nitrato foi a que propiciou o maior acúmulo noturno de ácidos orgânicos nas plantas submetidas à deficiência hídrica. Houve também uma maior suculência dos tecidos no tratamento com nitrato, mesmo após a imposição dos 7 dias de deficiência hídrica, indicando que um aumento na capacidade de armazenar água possa ser uma condição estrutural importante para se incrementar a expressão do CAM. O conteúdo de peróxido de hidrogênio aumentou quando as plantas previamente cultivadas em nitrato foram submetidas ao déficit hídrico, sugerindo que essa ROS poderia atuar como um sinalizador na modulação positiva do CAM; já que as atividades das enzimas antioxidantes diminuíram em relação ao controle (SOD e GR) ou permaneceram iguais estatisticamente (CAT, APX, GPOX). Em conclusão, as plantas atmosféricas de Guzmania monostachia, cresceram e se desenvolveram mais adequadamente na presença de nitrato e esta forma de N propiciou um aumento da suculência e da intensidade do CAM, quando houve a posterior imposição de um período de deficiência hídrica, sugerindo um aumento da tolerância à falta de água. Ao contrário, trabalhos anteriores do grupo mostraram que as plantas adultas com tanque de G. monostachia intensificaram o CAM na presença de amônio, indicando, portanto, que plantas de diferentes fases de desenvolvimento possuem, além de diferenças morfológicas, comportamentos fisiológicos diferentes / Bromeliads are plants that can use inorganic and organic nitrogen forms. Some of them feature the heteroblastic behavior which in adulthood have an overlapping of leaves forming a tank that can store water and nutrients. On the other hand, the juvenile phase, also called atmospheric, does not form the tank. Adult plants of the bromeliad species Guzmania monostachia are heteroblastic when growing in the wild and seem to prefer ammonium and urea. However, to the best of our knowledge, there are no studies with the atmospheric plants. Considering the photosynthetic metabolism, G. monostachia adult plants have a facultative system where the plant performs the C3 metabolism in good water conditions and change to the Crassulacean acid metabolism (CAM) under drought. Furthermore, plants of this species can express CAM constitutively. In response to environmental adversities, such as drought or variation in nutrient availability, an increase in the production of reactive oxygen species (ROS) can occur and, depending on the concentration achieved in their tissues, can cause injury. However, the ROS can also be involved in the processes of signaling of the cells when at low concentrations. Leaves that were withdrawn from adult plants of G. monostachia and were subjected to treatments of water deficit and different nitrogen sources showed different intensities of CAM and considerable levels of ROS in the foliar apex. However, little is known about the modulation of the CAM metabolism and the production of ROS in the juvenile G. monostachia bromeliads. The aims of this research were to 1) investigate which nitrogen source contribute more to the growth and development of atmospheric plants cultivated in vitro with isolated nitrate, ammonium, glutamine or urea, in a total N concentration of 5 mm; 2) examine the effects of the previous cultivation of atmospheric plants in different nitrogen sources on the modulation of the intensity of the CAM, ROS production and activities of antioxidant enzymes when the plants where submitted to in a period of seven days of water deficit caused by PEG added to the culture medium. Morphometric, physiological, anatomical and the photosynthetic pigments were analyzed (Chapter 1). In addition, foliar succulence the accumulation of nocturnal organic acids, H2O2 content, the activity of PEPC enzymes and the antioxidant system related were analyzed, (Chapter 2). The results of in vitro cultivation indicated that different nitrogen sources modified the metabolism and the tissue structure of the atmospheric Guzmania monostachia, as the nitrate provided the emergence of the larger proportions of the aquifer and chlorophyll parenchyma, increasing the possibility of water storage and production of chlorophylls and carotenoids. Unlike other sources of N, nitrate was the only that provided the greatest accumulation of nocturnal organic acids in plants submitted to water deficiency. There was also a greater succulence in the tissues submitted to the nitrate treatment, even after the exposition of seven days of water deficit, indicating an increase in the capacity of storing water that can be an important structural condition to increase the expression of CAM. The H2O2 content increased when the plants previously cultivated in nitrate were submitted to water deficit, suggesting that ROS could act as a signaling in the modulation of the CAM metabolism as the activities of antioxidant enzymes decreased compared to the control treatments (SOD and GR) or remained the statistically same (CAT, APX, GPOX). In conclusion, the atmospheric plants grew and developed more in the presence of nitrate and this form of N provided an increment in leaf succulence and intensification of CAM when there was the subsequent imposition of a period of water deficit, suggesting an increment of the tolerance for water deficit conditions. In contrast, previous researches showed that the adult plants of G. monostachia with tank intensified the CAM in the presence of ammonium, indicating that plants of different stages of development have, in addition to morphological differences, differences in their physiological behaviors
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O GÊNERO TILLANDSIA L. (BROMELIACEAE-TILLANDSIOIDEAE) NO ESTADO DO PARANÁ, BRASIL.

Kremer, Débora 12 May 2011 (has links)
Made available in DSpace on 2017-07-21T19:59:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Debora Kremer.pdf: 14046680 bytes, checksum: d4d54e7a64612cdc40e86b5171443c46 (MD5) Previous issue date: 2011-05-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Tillandsia L. is the largest genus of the subfamily Tillandsioideae (Bromeliaceae) with ca. 557 species. It is distributed from the southern U. S. A to central Argentina and Chile. Traditionally the genus has been divided into seven subgenera: Tillandsia subg. Allardtia (A. Dietrich) Baker, Tillandsia subg. Anoplophytum (Beer) Baker, Tillandsia subg. Phytarrhiza (Vis.) Baker, Tillandsia subg. Diaphoranthema (Beer) Baker, Tillandsia subg. Tillandsia L., Tillandsia subg. Pseudalcantarea Mez and Tillandsia subg. Pseudo-Catopsis Baker. The taxonomic study of the species Tillandsia in the Paraná state was presented. Were found 17 species in 4 subgenera:Tillandsia subg. Diaphoranthema -Tillandsia loliacea Mart. ex Schult. & Schult.f., Tillandsia recurvata (L.) L, Tillandsia tricholepis Baker and Tillandsia usneoides (L.) L.; Tillandsia subg. Anoplophytum -Tillandsia didisticha (E. Morren) Baker, Tillandsia gardneri Lindley, Tillandsia geminiflora Brong., Tillandsia lineares Vell., Tillandsia lorentziana Griseb.; Tillandsia pohliana Mez, Tillandsia recurvifolia Hooker, Tillandsia stricta Solander, Tillandsia tenuifolia L.; Tillandsia subg. Phytarrhiza - Tillandsia crocata (E. Morren) Baker, Tillandsia streptocarpa Baker; Tillandsia mallemontii Glazou ex Mez e Tillandsia subg. Tillandsia -Tillandsia polystachia (L.) L.. Identification Keys, as well as descriptions, illustrations, comments and distribuition patterns are presented. The results show that the Paraná has a high species richness when compared to neighboring states. Besides the taxonomic study, there were some evolutionary adaptations of species, fitting them in ecophysiological types proposed in the literature. Only T. polystachia presents wide rosette forming tank. The remaining species are characterized by the absence of the tank, the presence or absence of non-root in adulthood and four species were found to be minimized. / Tillandsia L. é o maior gênero da subfamília Tillandsioideae (Bromeliaceae) com 557 espécies, distribuídas desde o sul dos Estados Unidos até a Argentina e o Chile. Tradicionalmente, está dividido em sete subgêneros: Tillandsia subg. Allardtia (A. Dietrich) Baker, Tillandsia subg. Anoplophytum (Beer) Baker, Tillandsia subg. Phytarrhiza (Vis.) Baker, Tillandsia subg. Diaphoranthema (Beer) Baker, Tillandsia subg. Tillandsia L., Tillandsia subg. Pseudalcantarea Mez e Tillandsia subg. Pseudo- Catopsis Baker. Um estudo taxonômico de Tillandsia no Estado do Paraná foi realizado e foram encontrados 17 táxons, distribuídos em 4 subgêneros: Tillandsia subg. Diaphoranthema -Tillandsia loliacea Mart. ex Schult. & Schult.f., Tillandsia recurvata (L.) L, Tillandsia tricholepis Baker e Tillandsia usneoides (L.) L.; Tillandsia subg. Anoplophytum - Tillandsia didisticha (E. Morren) Baker, Tillandsia gardneri Lindley, Tillandsia geminiflora Brong., Tillandsia lineares Vell., Tillandsia lorentziana Griseb.; Tillandsia pohliana Mez, Tillandsia recurvifolia Hooker, Tillandsia stricta Solander, Tillandsia tenuifolia L.; Tillandsia subg. Phytarrhiza - Tillandsia crocata (E. Morren) Baker, Tillandsia streptocarpa Baker; Tillandsia mallemontii Glazou ex Mez e Tillandsia subg. Tillandsia – com apenas uma espécie Tillandsia polystachia (L.) L.. São apresentadas chaves de identificação, descrições, comentários,ilustrações e distribuição geográfica de cada táxon. Os resultados revelaram que a riqueza de espécies de Tillandsia no Paraná é maior quando comparada aos Estados vizinhos. Além do estudo taxonômico, foram observadas algumas adaptações evolutivas das espécies, enquadrando-as nos tipos ecofisiológicos propostos em literatura. Apenas T. polystachia apresenta roseta ampla formando tanque. As demais espécies são caracterizadas pela ausência de tanque, a presença ou não de raiz na fase adulta e quatro delas, foram consideradas espécies minimizadas.
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Estrutura da taxocenose de Bromeliaceae em duas ?reas de restinga da Ilha da Marambaia, Ba?a de Sepetiba, RJ. / Taxocenose structure of Bromeliaceae of two restinga areas at Marambaia Island, Sepetiba Bay, RJ.

Oliveira, Wagner Francisco de 09 March 2010 (has links)
Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2018-08-21T13:03:26Z No. of bitstreams: 1 2010 - Wagner Francisco de Oliveira.pdf: 15558282 bytes, checksum: 81e96e77a201d54d5d633b2f7bd0354f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-21T13:03:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010 - Wagner Francisco de Oliveira.pdf: 15558282 bytes, checksum: 81e96e77a201d54d5d633b2f7bd0354f (MD5) Previous issue date: 2010-03-09 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior, CAPES, Brasil. / Habitats characteristic of the Brazilian coast, the restingas are ecosystems associated with the Atlantic Forest Domain and are characterized by having mesoclimatic conditions considered extreme, and suffer from intense human pressure. Nevertheless, they have great biological diversity, the Bromeliaceae being one of the most representative of these habitats. This study aimed to evaluate the composition, richness and assemblage structure of Bromeliaceae in two areas of restinga located on the island of Marambaia, Mangaratiba, RJ. We established 50 plots of 100 m2 on each of two areas: the Restinga of Praia da Arma??o (RPA) and the Restinga da Praia Grande (RPG). These plots were placed in lines parallel to the beach with 10 meters apart. In each plot were recorded richness and abundance of epiphytic and terrestrial bromeliads and measured the morphometric characteristics of the host tree, as well as vertical and horizontal distributions of epiphytic species. We sampled 11 species of bromeliads and three new records for Marambaia, bringing the richness of this locality for 21 species of Bromeliaceae, considered a high value of wealth. Most of the species is included on some level of threat according to IUCN, which characterizes the Marambaia Island as an important conservation site for the family. The Island had low similarity with other areas of restinga of Rio de Janeiro and this can be attributed to its geographical location in relation to these areas and the fact it is an island region. Neoregelia cruenta and Tillandsia stricta are the most abundant and are the ones with the highest frequency of occurrence, which is directly related to different reproductive strategies of these species. The specific physiological needs, like dispersion and structural complexity of habitat caused if there were differences in the occupation of phorophytes by epiphytic species. Already aggregated distribution of all species is related to the mechanism of occupation of the environment used by plants and the quality of different substrates provided by the environment and the host tree. In general, the species tend to avoid the sampling units in accordance mainly with the heterogeneity of the habitat but, however, tend to co-exist in phorophytes once occupied the height classes differently. In this study, none of the morphometric parameters of the host tree explained the variations in the parameters of assemblage richness and abundance of bromeliads, indicating that other variables should better explain these relationships. / H?bitats caracter?sticos do litoral brasileiro, as restingas s?o ecossistemas associados ao Dom?nio da Floresta Atl?ntica e caracterizam-se por apresentar condi??es mesoclim?ticas consideradas extremas, al?m de sofrer com intensa a??o antr?pica. Apesar disso, possuem grande diversidade biol?gica, sendo a fam?lia Bromeliaceae uma das mais representativas nestes habitats. Este estudo visou avaliar a composi??o, riqueza e a estrutura da taxocenose de Bromeliaceae em duas ?reas de restinga localizadas na Ilha da Marambaia, Mangaratiba, RJ. Foram estabelecidas 50 parcelas de 100 m2 em cada uma das duas ?reas: a restinga da Praia da Arma??o (RPA) e a restinga da Praia Grande (RPG). Estas parcelas foram alocadas em linhas paralelas ? praia distando 10 m entre si. Em cada parcela foram registradas a riqueza e a abund?ncia de brom?lias terrestres e ep?fitas e mensuradas as caracter?sticas morfom?tricas dos for?fitos, e bem como as distribui??es vertical e horizontal das esp?cies ep?fitas. Foram amostradas 11 esp?cies de brom?lias e tr?s novas ocorr?ncias para a Marambaia, elevando a riqueza desta localidade para 21 esp?cies de Bromeliaceae, considerado um valor alto de riqueza. A maior parte das esp?cies amostradas est? inclu?da em algum n?vel de amea?a segundo a UICN, o que caracteriza a Ilha da Marambaia como um importante s?tio de conserva??o para a fam?lia. A Ilha apresentou baixa similaridade com outras ?reas de restinga do RJ e isto pode ser atribu?do a sua localiza??o geogr?fica em rela??o a estas ?reas e ao fato de se tratar de uma regi?o insular. Neoregelia cruenta e Tillandsia stricta s?o as mais abundantes e s?o as que possuem os maiores valores de freq??ncia de ocorr?ncia, fato que est? diretamente relacionado ?s estrat?gias reprodutivas diferenciadas destas esp?cies. As necessidades fisiol?gicas espec?ficas, forma de dispers?o e a complexidade estrutural do h?bitat fizeram com que houvesse diferen?as na ocupa??o dos for?fitos pelas esp?cies ep?fitas. J? a distribui??o agregada de todas as esp?cies est? relacionada ao mecanismo de ocupa??o do ambiente utilizado pelas plantas e pela qualidade diferenciada dos substratos oferecidos pelo ambiente e pelos for?fitos. De uma forma geral, as esp?cies tendem a se evitar nas unidades amostrais de acordo, principalmente, com a heterogeneidade do h?bitat mas, no entanto, tendem a co-existir nos for?fitos uma vez que ocupam as classes de altura de forma diferenciada. Neste estudo, nenhum dos par?metros morfom?tricos do for?fito explicou as varia??es dos par?metros de riqueza e abund?ncia da taxocenose de Bromeliaceae, indicando que outras vari?veis devem explicar melhor essas rela??es.
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A geographically constrained molecular phylogeny of Panamanian Aechmea species (Bromeliaceae, subfamily bromelioideae)

Maher, Keri Renee 01 January 2007 (has links)
This study lends strong support to the idea that members of Bromeliaceae have undergone a recent adaptive radiation, and therefore show that, at least in part, diversity in the tropics is due to a fast speciation rate and that the tropics can be a "cradle" for new diversification and exploitation of varying ecological niches through the diversification of ecophysiological traits within a lineage.
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Aspectos reprodutivos de uma comunidade de Bromeliaceae em um fragmento urbano de Floresta Atlântica do Sudeste do Brasil

Tagliati, Marcela Cezar 04 April 2012 (has links)
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-01T15:15:54Z No. of bitstreams: 1 marcelacezartagliati.pdf: 5244487 bytes, checksum: a87832a5419e4b3fcdd060720ee09698 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-02T13:01:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marcelacezartagliati.pdf: 5244487 bytes, checksum: a87832a5419e4b3fcdd060720ee09698 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-02T13:01:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marcelacezartagliati.pdf: 5244487 bytes, checksum: a87832a5419e4b3fcdd060720ee09698 (MD5) Previous issue date: 2012-04-04 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Bromeliaceae figura como a quarta família de Angiospermas com maior riqueza de espécies do domínio Atlântico. Neste bioma, atua como uma das principais famílias responsáveis pela oferta e manutenção de recursos alimentares ao longo do ano para uma diversificada fauna de polinizadores, em especial beija-flores. Apesar da elevada importância ecológica, ainda existe pouco conhecimento sobre muitos aspectos da biologia reprodutiva da maioria das espécies de bromélias. Neste contexto, a presente dissertação está estruturada em dois capítulos, onde os estudos foram conduzidos em um remanescente de Floresta Atlântica localizado no município de Juiz de Fora (MG), sudeste do Brasil. O Capítulo I teve como objetivos caracterizar o padrão fenológico reprodutivo e levantar aspectos da biologia floral e polinização de nove espécies de Bromeliaceae. O padrão de floração seqüencial das espécies na comunidade e a assincronia de floração entre os indivíduos dentro da população, não apenas garantem a oferta de recursos alimentares aos visitantes florais ao longo ano, como também sugerem tratar-se de estratégias para evitar a competição inter e intraespecífica por polinizadores. Pólen foi o principal recurso floral oferecido e néctar apenas não foi produzido por duas espécies. Nove espécies de polinizadores foram registradas, sendo quatro de beija-flores, uma de morcego, três de lepidópteros e uma de himenóptero, onde o beija-flor Phaethornis pretrei parece atuar como “polinizador-chave” dentro da comunidade estudada. O Capítulo II teve como objetivos investigar os sistemas de cruzamento e sucesso reprodutivo de Portea petropolitana e Billbergia horrida, duas espécies endêmicas da Floresta Atlântica brasileira cujas populações naturais vêm sendo ameaçadas pela ação antrópica, especialmente pela fragmentação de habitats. Ambas as espécies são autoincompatíveis e alógamas, dependentes de polinizadores para formação de frutos e sementes, e na área de estudo, apresentam alta taxa de frutificação sob condições naturais. Portea petropolitana é polinizada efetivamente por beija-flores. Já B. horrida apresenta um sistema de polinização mais generalista, envolvendo morcegos, mariposas e beija-flores. Em suma, este trabalho ampliou o conhecimento sobre aspectos da biologia reprodutiva da família Bromeliaceae, e gerou dados importantes para subsidiar o desenvolvimento de estratégias para a conservação de habitats naturais afetados por processos de fragmentação e das espécies estudadas. Palavras-chave: biologia reprodutiva; Bromeliaceae; Floresta Atlântica; fragmentos florestais urbanos. / Bromeliaceae is considered the fourth family of Angiosperms with the largest species richness of the Atlantic domain. In this biome, acts as one of the main families responsible for providing and maintaining food resources throughout the year for a diverse fauna of pollinators, especially hummingbirds. Despite the high ecological importance, there is still little knowledge about many aspects of reproductive biology of most species of bromeliads. In this context, this paper is structured in two chapters, where the studies were conducted in an Atlantic Forest remnant in the city of Juiz de Fora (MG), southeastern Brazil. Chapter I aimed to characterize the phenological pattern of breeding and investigate aspects of floral biology and pollination of nine species of Bromeliaceae. The sequential flowering of the species in the community and flowering asynchrony among individuals within the population, not only ensure the availability of food resources to flower visitors throughout the year, but also suggest to be strategies to avoid inter and intraspecific competition for pollinators. Pollen was the main floral resource offered and nectar was not produced by only two species. Nine species of pollinators were recorded, four of hummingbirds, one bat, three of Lepidoptera and one hymenopteran, where the hummingbird Phaethornis pretrei seems to act as "pollinatorkey" within the community studied. Chapter II aimed to investigate the breeding systems and reproductive success of Portea petropolitana and Billbergia horrida, two endemic species of the Brazilian Atlantic Forest whose natural populations are being threatened by human activity, especially by habitat fragmentation. Both species are allogamous and autoincompatible, and dependent of pollinators for fruit and seed formation, and in the study area, have a high rate of fruit set under natural conditions. Portea petropolitana is effectively pollinated by hummingbirds. B. horrida, on the other hand, has a generalist pollination system involving bats, moths and hummingbirds. In summary, this study extended the knowledge about aspects of the reproductive biology of Bromeliaceae, and generated important data to support the development of strategies for the conservation of natural habitats affected by fragmentation processes and the species studied.
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Assimilação do nitrogênio em folhas de Vriesea gigantea (Bromeliaceae) durante a transição ontogenética do hábito atmosférico para o epífito com tanque / Nitrogen assimilation in leaves of Vriesea gigantea (Bromeliaceae) during the ontogenetic transition from atmospheric to tank epiphyte habit

Takahashi, Cassia Ayumi 10 March 2014 (has links)
A fase de desenvolvimento é um importante fator a ser considerado em pesquisas sobre nutrição de bromélias. O hábito de vida dessas plantas pode mudar de: atmosférica (com folhas sem formar um tanque) para o com tanque ao longo do seu desenvolvimento. Algumas pesquisas mostraram que o conteúdo de nitrogênio foliar ou capacidade fotossintética são significantemente influenciados pela fase de desenvolvimento, porém não há registros de que a nutrição e o metabolismo do nitrogênio diferem entre bromélias jovens ou adultas. O objetivo principal deste projeto foi verificar se existem diferenças na dinâmica do metabolismo do nitrogênio (absorção, transporte e assimilação), decorrente da utilização de fontes de distintas (amônio, nitrato ou ureia), entre bromélias nas fases atmosférica ou adultas com tanque desenvolvido. Para tanto, plantas de Vriesea gigantea foram regadas com uma solução nutritiva que conteve 5mM de N total, disponível nas formas: 15NH4+ ou 15NO3- ou 15N-ureia. Foram feitas coletas temporais das raízes e de duas diferentes porções da folha (ápice e base) das bromélias jovens e de três regiões foliares (ápice, mediana e base) das folhas das bromélias adultas com tanque. Todas as amostras vegetais foram utilizadas na avaliação das atividades da: urease, redutase do nitrato, sintetase da glutamina e desidrogenase do glutamato; e da quantificação da abundância isotópica do 15N. Segundo os resultados, o nitrato foi considerado a fonte de nitrogênio absorvida em concentrações menores quando comparada com a ureia e o amônio pelas bromélias de ambas as fases de desenvolvimento. Entretanto, as bromélias atmosféricas mostraram ser capazes de capturar essa fonte inorgânica de nitrogênio mais eficientemente do que as bromélias com tanque, uma vez que o nitrato foi absorvido, transportado e assimilado rapidamente na 1ª hora após o fornecimento dessa fonte. Já para as bromélias adultas, a absorção do nitrato foi lenta e ocorreu, principalmente, no final do experimento (12ª e 24ª hora). O amônio e a ureia foram as fontes absorvidas em maiores concentrações tanto pelas bromélias jovens quanto pelas adultas. Entretanto, as bromélias atmosféricas foram capazes de captar e metabolizar maiores concentrações de nitrogênio proveniente do amônio, enquanto que as da fase adulta com tanque foram mais aptas a absorver e assimilar maiores concentrações de ureia em seus tecidos. A bromélia V. gigantea pode mudar a sua morfologia e fisiologia ao longo de seu desenvolvimento, tornando-se apta a captar as fontes de nitrogênio que, talvez, sejam mais abundantes em cada fase de seu desenvolvimento. A água da chuva que contém, principalmente, fontes inorgânicas de nitrogênio diluídas, pode ser o principal meio por onde as bromélias jovens captam o nitrogênio. Ao desenvolverem um tanque, as bromélias podem mudar a sua fisiologia, capturando preferencialmente fontes de nitrogênio provenientes de matéria orgânica decomposta que se acumula no interior da cisterna. As raízes das bromélias atmosféricas também mostraram cumprir um papel fundamental na nutrição dessas plantas durante a fase juvenil, pois aumentaram a capacidade de absorção e assimilação de fontes de nitrogênio. Quando as bromélias iniciam o desenvolvimento de um tanque, as bases das folhas passaram a assumir a função do sistema radicular, enquanto que as raízes, talvez, começassem a diminuir sua capacidade de captar os nutrientes do meio ambiente. Os resultados bioquímicos demonstraram que existe uma forte sincronização de todas as etapas do metabolismo do nitrogênio (absorção, transporte e assimilação) envolvendo diferentes partes do corpo das bromélias (raízes, porções foliares da base, mediana ou ápice) de ambas as fases de desenvolvimento, sugerindo que nos tecidos vegetais dessas plantas, existe uma fina regulação de todos os processos fisiológicos e metabólicos que compreendem o metabolismo do nitrogênio. Essa regulação controlada seria necessária para que as bromélias atmosféricas ou com tanque desenvolvido consigam absorver, transportar e assimilar as fontes de nitrogênio rapidamente e com grande eficiência. Para finalizar, o novo termo \"bromélia epífita jovem sem tanque\" foi sugerido para se referir à bromélia V. gigantea na fase juvenil ao invés de \"bromélia epífita atmosférica\". As raízes dessa bromélia jovem demonstraram ter um papel fundamental nos processos de absorção e assimilação das fontes de nitrogênio, uma característica que geralmente não é atribuída para as raízes das bromélias com o hábito de vida atmosférico / The stages of ontogenetic development of bromeliad can be an important feature to be considered in the physiology studies because the young plants can be classified as atmospheric bromeliads, while the adult plants have a special structure formed by leaves called tank. Some studies showed that some physiological characteristics can be influenced by the stages of ontogenetic development in bromeliads as photosynthetic taxes or the total nitrogen (N) content in leaves. However, there are no records that nutrition and nitrogen metabolism differ between young and adult epiphytic bromeliads. The objective of this project was to verify the existence of differences in the dynamics of nitrogen metabolism (absorption, transportation and assimilation) arising from the use of distinct nitrogen sources (NH4+, NO3- or urea) in epiphytic bromeliad Vriesea gigantea with different stages of ontogenetic development (atmospheric or tank). A nutrient solution, consisting 5mM of total N, was offered to bromeliads. Three different forms of N sources were used: NH4+, NO3- or urea, enriched with 15N isotopes. Three distinct portions of leaf (apex, middle and base) of adult tank bromeliad and two different regions of leaf (apex and base) and roots of young bromeliads were harvested in six different times. All samples were used in enzymatic assays of urease, nitrate reductase, glutamate sinthetase and glutamate dehydrogenase and in the 15N isotope quantification. According to the results, the nitrate was considered the nitrogen source absorbed at lower concentration by young and adult bromeliads. The atmospheric bromeliads were able to capture nitrate more efficiently than the tank plants, since this inorganic nitrogen source was absorbed and assimilated quickly in the 1st hour of the experimental time while the tank bromeliads absorbed nitrate slowly at the end of the experiment (12th and 24th hour). Ammonium and urea sources were absorbed in higher concentrations by atmospheric and tank bromeliads. The young bromeliads were able to absorb and assimilate higher concentrations of nitrogen from ammonium, while tank bromeliad absorbed and assimilated higher concentrations of urea. In each development stage, the epiphytic bromeliad V. gigantea can absorb and assimilate the nitrogen sources which are more available in the environment. The atmospheric bromeliads get to absorb diluted nutrients as inorganic nitrogen sources mainly from rainwater. After the tank structure developed in the rosette, the morphology and/or physiology features changes in the adult bromeliads. The tank bromeliads get to absorb mainly organic nitrogen sources from decomposed organic matter which accumulates inside the tank. The roots of atmospheric bromeliads also showed an important role in the nutrition of the young plants since the atmospheric bromeliads get to improve the nitrogen sources uptake and nitrogen assimilation. When the bromeliads developed a tank, the bases of the leaves might assume the absorption function, whereas the roots, perhaps, might decrease its capacity to capture the nutrients from the environment. The biochemical results showed that there is a strong synchronization of all stages of nitrogen metabolism (uptake, transport and assimilation) involving different body parts of bromeliads (roots, leaf portions of the base, middle or apex) of both development stages, suggesting that there might have a thin regulation of all physiological and metabolic processes of nitrogen metabolism in the bromeliad\'s tissues. This controlled regulation might be important to the atmospheric or tank bromeliads are able to absorb, allocate and assimilate nitrogen sources quickly and with great efficiency. Finally, the terminology &ldquo;atmospheric epiphytic bromeliad&rdquo; might not be appropriated to refer to young plants since their roots showed an important role in the absorption and assimilation of nitrogen sources. This feature is not usually attributed to the roots of atmospheric bromeliads. Then, the new terminology &ldquo;young epiphytic bromeliad without tank&rdquo; was suggested to refer the bromeliad V. gigantea in the juvenile phase
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Identificação molecular de comunidades microbianas presentes em plântulas cultivadas sob diferentes sistemas de cultivo in vitro / Molecular identification of microbial communities in plants cultured under different in vitro culture system

Heuser, Camila 30 September 2013 (has links)
Nos últimos anos, diversos protocolos e tecnologias têm sido propostos a fim de viabilizar ou otimizar a micropropagação de diversas culturas, bem como reduzir custos de produção. Dentre eles, tem ganhado destaque, o uso do meio de cultura líquido e do sistema de biorreator de imersão temporária (BIT). No entanto, observam-se diferenças de resposta entre espécies e metodologias, sendo necessários maiores estudos para um melhor conhecimento dos fatores que afetam os sistemas de micropropagação. Estudos recentes, baseados em técnicas moleculares, têm revelado que as culturas in vitro não são axênicas, como se acreditava, apresentando comunidades endofíticas onipresentes. Sabendo-se da importância desses microrganismos em plantas a campo, passou-se a questionar o papel destes no desenvolvimento e multiplicação de plantas in vitro. Diante deste cenário, este trabalho se propôs a comparar o desempenho de culturas in vitro em diferentes condições de cultivo: meio semissólido, meios líquido estático, sob agitação e, avaliando-se o crescimento/ multiplicação das plântulas e, naqueles onde houve diferença no desempenho, foram realizadas análises moleculares para a caracterização da comunidade microbiana presente na parte aérea das plantas. Foram utilizadas culturas de bromeliáceas e cana-de-açúcar, buscando sistemas que permitissem as avaliações pretendidas. Para isto foram instalados experimentos com Ananas comosus var. comosus (\'Imperial\' e \'Pérola\') e Aechmea nudicaulis, sob cultivo em meio líquido estático e sob agitação; e com Vriesea hieroglyphica E. Morren, sob cultivo em meio líquido estático, sob agitação e em BIT. Para a gramínea, cana-de-acúcar (Saccharum spp., variedade SP80-3280), foram avaliados o cultivo em meio líquido estático e em BIT. Foram também realizadas análises moleculares de plântulas de Dyckia distachya, que haviam sido cultivadas em meios de culturas semissólido, líquido sob agitação e estático. As culturas que apresentaram diferenças de desempenho entre os sistemas avaliados foram D. distachya, (sendo o melhor tratamento o meio líquido sob agitação) e cana-de-açúcar (melhor tratamento foi BIT) e estas foram consideradas como sistemas adequados para o estudo de como diferentes sistemas de cultivo in vitro podem influenciar na comunidade bacteriana das plantas. A caracterização da comunidade bacteriana de D. distachya foi realizada por T-RFLP (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism) e mostrou que o tratamento meio líquido sob agitação, o qual teve a maior produção de brotos em relação aos demais, diferiu quanto à abundância relativa das unidades taxonômicas operacionais (UTOs) encontradas. Para cana-de-açúcar foram realizadas a construção de bibliotecas de clones do gene 16S rRNA e PCR quantitativo em tempo real (qPCR). Estas análises mostraram não haver diferença significativa entre as bibliotecas dos tratamentos avaliados, no entanto, BIT apresentou 3,54 vezes mais cópias do gene 16S rRNA em relação ao tratamento meio líquido estático, nos permitindo inferir que também possui uma maior número de bactérias. Este estudo apresenta fortes indícios de que o sistema de cultivo in vitro utilizado influencia a comunidade microbiana presente nas plantas / In recent years, several protocols and technologies have been proposed for feasibility and optimization of micropropagation of different cultures as well as to reduce production costs. Among these, the use of liquid culture medium and the temporary immersion bioreactor system (TIB) have gained special attention. However, differences are observed among species and methodologies, being necessary more detailed studies for a better knowledge of the factors that affect the micropropagatiion systems. Recent studies, based on molecular techniques, have revealed that in vitro cultures are not axenic, as thought, presenting ubiquitous endophytic community. Knowing the importance of these microorganisms to field plants we would like to know more about their role in in vitro plants. In this scenario, this work proposes to compare the performance of in vitro cultures under different culture conditions: semisolid medium culture, liquid static and liquid medium under agitation, and where differences in in vitro performance were observed comparative molecular analysis of microbial community in the plantlets was performed. Bromeliads and sugarcane cultures were used seeking for model systems for these analyses. These experiments were conducted with Ananas comosus var. comosus (\'Imperial\' and \'Pérola\') and Aechmea nudicaulis cultured under liquid static medium and liquid under agitation, and with Vriesea hieroglyphica, we compared liquid static medium, liquid medium under agitation and TIB. For sugarcane (Saccharum spp. variety SP80-3280), liquid static medium and TIB was compared. Molecular analyses of Dyckia distachya plantlets, which had been grown in semisolid medium liquid static and liquid medium under agitation, were also carried out. Cultures that showed differences in performance among the systems evaluated were D. distachya, (with liquid medium under agitation as the best condition) and sugarcane (best treatment was BIT) and these were considered adequate to study the differences in the bacterial comunity of plants when grown in different in vitro conditions. The characterization of the microbial community of D. distachya was performed by T-RFLP (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism) and showed that the liquid medium under agitation, which had the highest number of shoots compare to the other culture conditions, also differed as to the relative abundance of Operational Taxonomic Units (OTUs). For sugarcane 16S rRNA gene clone libraries, as well as real-time PCR (qPCR) were performed. These analyses showed no significant differences between the libraries of the two treatments, however, BIT showed 3.54 times more copies of the 16S rRNA gene compared to cultures from static liquid medium, allowing us to infer a higher number of bacteria. This study provides strong evidence that the in vitro system used influences the microbial community present in plants

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