Submitted by Dominick Jesus (dominickdejesus@hotmail.com) on 2016-02-01T19:13:59Z No. of bitstreams: 2 Tese_Luiz Carlos de Matos Bonates.pdf: 47025945 bytes, checksum: 0ff25441e78a9eb0d5ea50874efe7e62 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-01T19:13:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_Luiz Carlos de Matos Bonates.pdf: 47025945 bytes, checksum: 0ff25441e78a9eb0d5ea50874efe7e62 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2007-03-13 / Root and leaf ecological anatomy of twenty-five Orchidaceae epiphytic species occurring in the Amazonian campina is related with C 3 and CAM type carbon fixation pathways, spatial distribution and orchid growing management. Furthermore, we propose a descriptive anatomical model for the absorbing roots as well as a classification for fibrovascular bundles, in addition to dividing these species leaf blades into categories and making ecological and evolutionary interpretations. Thereby, we see that Brassavola martiana, Bulbophyllum setigerum, Cattleya eldorado, Encyclia amicta, Encyclia tarumana, Encyclia vespa, Epidendrum compressum, Epidendrum huebneri, Epidendrum sculptum, Epidendrum strobiliferum, Maxillaria tarumaensis and Maxillaria uncata, adopt the CAM pathway in hot and dry periods alternately. They are capable of living in rich light radiation, xeric and/or oligotrophic environments, such as open grassland. In orchid growing, they can do without a rigorous irrigation regime. On the other hand, we see that Bifrenaria longicornis, Encyclia fragrans, Epidendrum nocturnum, Maxillaria sp, Maxillaria camaridii, Maxillaria pauciflora, Maxillaria pendens, Maxillaria rudolfi, Maxillaria villosa, Ornithidium parviflorum, Rudolfiella aurantiaca, Sobralia fragrans and Sobralia macrophylla only present the C 3 fixation pathway with no other alternative in hot and dry seasons. This is offset by the presence of pseudobulbs, varying succulence degrees or leaf strategic loss, and they are well adapted for colonising environments with little light radiation such as, shaded grassland and, in orchid growing they need a more rigorous irrigation regime. The species present several anatomical characters in common, yet, in a differentiated number, which is directly related to xeromorphism, oligotrophism and herbivoria, among others, which together, comprise an evolutionary adaptive syndrome for the Amazonian ecosystems. / Relaciona-se a anatomia ecológica da folha e da raiz de vinte e cinco espécies epífitas de Orchidaceae ocorrentes na Campina amazônica com as vias de fixação do Carbono do tipo C 3 e CAM, com a distribuição espacial e com o manejo orquidiocultural. Adicionalmente, propõe-se um modelo anatômico descritivo para as raízes absorventes e uma classificação para os feixes fibrovasculares, além de se dividir as lâminas foliares destas espécies em categorias e se fazer interpretações ecológicas e evolutivas. Assim, temos que Brassavola martiana, Bulbophyllum setigerum, Cattleya eldorado, Encyclia amicta, Encyclia tarumana, Encyclia vespa, Epidendrum compressum, Epidendrum huebneri, Epidendrum sculptum, Epidendrum strobiliferum, Maxillaria tarumaensis e Maxillaria uncata, adotam, alternadamente, em períodos quentes e secos, a via CAM, estando aptas para vegetarem em ambientes com radiação abundante, xéricos e /ou oligotróficos, como os da campina aberta e, na orquidiocultura, podem dispensar um regime rigoroso de irrigação. Por outro lado, temos que Bifrenaria longicornis, Encyclia fragrans, Epidendrum nocturnum, Maxillaria sp, Maxillaria camaridii, Maxillaria pauciflora, Maxillaria pendens, Maxillaria rudolfi, Maxillaria villosa, Ornithidium parviflorum, Rudolfiela aurantiaca, Sobralia fragrans e Sobralia macrophylla possuem somente a via de fixação C 3 , não apresentando via alternativa para períodos quentes e secos, sendo que esta falta é compensada pela presença de pseudobulbos, graus variados de suculência ou por perda estratégica de folhas, estando bem adaptadas para a colonização de ambientes umbrófilos como os da Campina sombreada e, na orquidiocultura, necessitam de um regime mais rigoroso de irrigação. As espécies possuem em comum, porém com número diferenciado, vários caracteres anatômicos e que estão diretamente relacionados com o xeromorfismo, oligotrofismo e herbivoria, entre outros, que em conjunto, constituem uma síndrome adaptativa evolutiva para os ecossistemas amazônicos.

A Guzmania monostachia é uma espécie de bromélia heteroblástica, ou seja, na fase juvenil, ela apresenta a forma atmosférica e na fase adulta, ela adquire uma estrutura chamada de tanque, que pode armazenar água e nutrientes em momentos de seca esporádica. Ela também é reconhecida por ser C3-CAM facultativa, podendo ser induzida ao CAM através de estímulos ambientais como o a escassez d\'água. Estudos com outras espécies competentes para a expressão do CAM, há relatos de que tecidos jovens expressariam preferencialmente a fotossíntese C3 e passariam a expressar o CAM à medida que se tornassem maduros. No Laboratório de Fisiologia do Desenvolvimento Vegetal a indução do CAM em plantas adultas da espécie G. monostachia por déficit hídrico foi estudada e pôde-se constatar que essa bromélia possui folhas com regiões funcionais distintas: a porção basal seria responsável pela absorção de água e nutrientes e a porção apical encarregada de realizar, principalmente, a fotossíntese. Contudo, ainda não se possuía informação sobre como a ontogenia e as mudanças morfológicas estariam influenciando a competência para a expressão do CAM em folhas inteiras e nas diferentes porções foliares de G. monostachia. A fim de se caracterizar o CAM nesta espécie ao longo da ontogenia, foram selecionadas plantas em 3 fases ontogenéticas (Atmosférica, Tanque-1 e Tanque-2) e das fases Tanque-1 e 2 foram separados grupos de folhas representando 3 estágios de desenvolvimento (F1 - as 7 mais internas da roseta, F2- as 7 folhas seguintes da roseta e F3 - as 7 folhas localizadas mais na base da roseta). As plantas foram submetidas a 7 dias de déficit hídrico por meio da suspensão de rega. Outra coleta de material vegetal foi realizada com plantas Tanque-2 separando-se as folhas em grupos representando os mesmos 3 estágios de desenvolvimento utilizados no experimental anterior e dividindo-as em porções basal e apical. Medidas morfométricas foram feitas para caracterizar cada fase ontogenética. O teor de água dos tecidos das folhas foi determinado e o CAM foi detectado através do ensaio enzimático da PEPC, da MDH e da quantificação dos ácidos orgânicos (ácido cítrico e málico). As plantas Tanque-2 apresentaram mais que o dobro da capacidade de estocagem de água comparativamente às plantas Tanque-1. As plantas atmosféricas sofreram as maiores perdas de água em sua folhas (aproximadamente 50%); já as plantas com tanque tiveram decréscimos mais discretos no teor hídrico (em torno de 15%). Plantas de todas as fases ontogenéticas acumularam significativamente ácido málico durante a noite, evidenciando que, independente da ontogenia, as plantas foram competentes para expressar o CAM. De maneira semelhante, tanto as folhas mais jovens quanto as mais maduras exibiram acúmulos significativos de ácido málico, indicando que elas foram capazes de expressar o CAM nos 3 estágios de desenvolvimento escolhidos para este estudo. Portanto, no conjunto dos experimentais realizados, sugere-se que o fator mais importante para a expressão do CAM em plantas de G. monostachia seja o teor de água dos tecidos foliares e não a ontogenia. Plantas atmosféricas apresentaram a maior perda de água (aproximadamente 50%) concomitantemente à expressão do CAM. Já as regiões apicais dos grupos de folhas F1 das plantas Tanque-2 exibiram um decréscimo de 7% com acúmulo noturno de ácido málico e os grupos F2 e F3 perderam 12% da água de seus tecidos, resultando na inibição do CAM. Há indícios que o transporte de água nas plantas com tanque sob estresse hídrico ocorra das folhas mais maduras para as folhas mais jovens. Aparentemente, plantas jovens atmosféricas de G. monostachia possuem a capacidade de manter seu metabolismo mais ativo mesmo em condições que resultem em uma baixa quantidade de água nos tecidos foliares, indicando um certo grau de tolerância à seca. Ao contrário, nas plantas com tanque, essa capacidade parece não ser tão acentuada, sugerindo que esta fase esteja mais relacionada com estratégias de evitação à seca / Guzmania monostachia is a species of heteroblastic bromeliad, in other words, whereas in the juvenile phase, it assumes the atmospheric form, in the adult, it acquires a structure called a tank, by which water and nutrients can be stored in moments of sporadic drought. It is also recognized through being C3-CAM facultative, thus inducible to CAM through environmental stimuli, such as the lack of water. In the young plants of other species capable of CAM expression, there are reports of preferential C3 photosynthesis expression in young tissues, leading to CAM expression on reaching maturity. In the Laboratory of Plant Development Physiology, studies were made of CAM induction in adult plants of the species G. monostachia during the lack of water at times of drought. It was noted that this bromeliad possessed leaves with distinct functional regions: whereas the basal portion was responsible for the absorption of both water and nutrients, the apical was mainly responsible for photosynthesis. Nonetheless, there was no available information on how ontogeny and morphological changes could influence competence for CAM expression throughout the whole leaf, as well as in the different parts. In order to characterize CAM in this species throughout ontogeny, selection was concentrated on plants in the three ontogenetic phases (Atmospheric, Tank-1 and Tank-2), as well as in the Tank-1 and Tank-2 phases by separating groups of leaves representing the three stages of development in the rosette, viz., Stage1 - the seven inner-most leaves, Stage2 - the next seven, and Stage3 - the seven located more at the base. By suspending irrigation, all the plants were submitted to 7 days without water, whereupon further material was collected from Tank-2 plants. The leaves thus obtained were first divided into groups representing the same three developmental phases as used in the preceding experiment, and then separated into basal and apical portions. Morphometric measurement was applied to the characterization of each ontogenetic phase. Tissue water content in the leaves was defined, and CAM detected through PEPC enzymatic assaying, MDH, and organic acid (citric and malic) quantification. Tank-2 plants presented more than double the capacity to store water, when compared to Tank-1 plants. Whereas atmospheric plants underwent the greatest leaf-water loss (around 50%), the loss was less in those with tanks (around 15%). Significant nocturnal malic acid accumulation in plants in all the ontogenetic phases, placed in evidence plant competency for CAM expression, independent of the stage of development. Likewise, significant malic acid accumulation in both young leaves and more mature ones indicated their capacity for CAM expression in the three stages of development chosen for the present study. Thus, in the experiments carried out, it can be presumed that the most important factor for CAM expression in G. monostachia plants is leaf-tissue water content, and not ontogeny. Atmospheric plants presented the highest water loss (around 50%), which was concomitant with CAM expression. On the other hand, in the apical regions of Tank-2 plants, there was a drop of 7% in water content with nocturnal malic acid accumulation in stage-1 leaves, and a loss of 12% in tissue water in those in stage 2 and 3, with the consequential CAM inhibition. There is every indication that water-transport in tank plants undergoing water-stress occurs from more mature leaves to those younger. Apparently the more active metabolism in young G. monostachia atmospheric plants, even under conditions inducing low leaf-tissue water content, indicates a certain degree of drought tolerance. On the contrary, although this capacity in tank plants appears to be less accentuated, the tank phase is apparently more related to strategies for avoiding the effects of drought

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-06-28T16:31:50Z No. of bitstreams: 1 Manoel Messias da Silva Costa.pdf: 985826 bytes, checksum: 6352d38d9d787ac4df432b7949059fd1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-28T16:31:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Manoel Messias da Silva Costa.pdf: 985826 bytes, checksum: 6352d38d9d787ac4df432b7949059fd1 (MD5) Previous issue date: 2008-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Marine macroalgae are of fundamental importance in coastal ecosystems once they are primary producers and responsible for energy transference to several trophic levels. Besides, their stems support several organisms, both animals and plants which contribute to productivity increase in the coastal zones of the whole oceans. The Rhodophyta specimens, Galaxaura rugosa (J. Ellis & Solander) J.V. Lamouroux, were collected in June, 2006 and June, 2007 at three localities from Fernando de Noronha Archipelago (Atalaia, Porto and Cagarras) aiming to identify and quantify the epiphyte diatoms flora inhabiting the algae’ thallus. A total of 52 taxa were identified being distributed in the classes Coscinodiscophyceae (19%), Fragilariophyceae (21%) and Bacillariophyceae (60%), with 81% dominance of individuals with pennate symmetry. The following species characterized the floristic diatoms structure being considered very frequent once they are present in more than 70% samples analyzed: Diploneis bombus Ehrenberg, Nitzschia sp., Amphora sp., Biddulphia biddulphiana (J.E. Smith) Boyer, Grammatophora marina (Lyngbye) Kützing, Mastogloia binotata (Grunow) Cleve, Tryblionella coarctata (Grunow) Mann, Naviculalonga Grunow, Trachyneis aspera (Ehrenberg) Cleve, Psammodiscus nitidus (Gregory) Round in Mann, Rhabdonema adriaticum Kützing and Cocconeis scutellum Ehrenberg. Total diatoms density presented no significant variations among the several parts of the algae as well as among the three sampling sites presenting the minimum value of 5.000 cell.g-1.algae fresh weight in the apical part of specimens sampled in the Atalaia beach, and the maximum of 60.000 cell.g-1.algae fresh weight in the basal part of specimens from Porto beach. Results confirm that the Rhodophyta Galaxaura rugosa is a good hostess for epiphyte diatoms fixation having been observed the occurrence of these organisms in the whole stem of specimens collected with the higher densities in the basal parts, confirming the importance of these microalgae as primary producers at the diverse beaches of Fernando de Noronha. / As macroalgas marinhas são de primordial importância nos ecossistemas costeiros, pois são consideradas como produtores primários e responsáveis pela transferência de energia para diversos níveis tróficos. Além disso, seus talos suportam vários organismos, tanto animais como vegetais, os quais contribuem para o aumento da produtividade de zonas costeiras de todos os oceanos. Exemplares da rodofíta Galaxaura rugosa (J. Ellis & Solander) J.V. Lamouroux, foram coletados nos meses de junho de 2006 e junho de 2007, em três localidades do Arquipélago de Fernando de Noronha (Praias de Atalaia, Porto e Cagarras), com o objetivo de identificar e quantificar a flora das diatomáceas epífita que habita o talo da alga. Foram identificados 52 táxons distribuídos nas classes Coscinodiscophyceae (19%), Fragilariophyceae (21%) e Bacillariophyceae (60%), com dominância de indivíduos de simetria penada, correspondente a 81%. As seguintes espécies caracterizaram a estrutura florística das diatomáceas, por estarem presentes em mais de 70% das amostras analisadas e, assim, consideradas muitofreqüentes: Diploneis bombus Ehrenberg, Nitzschia sp., Amphora sp., Biddulphia biddulphiana (J.E. Smith) Boyer, Grammatophora marina (Lyngbye)Kutzing, Mastogloia binotata (Grunow) Cleve, Tryblionella coarctata (Grunow) Mann, Navicula longa Grunow, Trachyneis aspera (Ehrenberg) Cleve, Psammodiscus nitidus (Gregory) Round in Mann, Rhabdonema adriaticum Kützing e Cocconeis scutellum Ehrenberg. A densidade total das diatomáceas não apresentou variações significativas entre as diversas partes da alga como também entre os três locais de coleta, com o valor mínimo de 5.000 cel.g-1.peso fresco da alga, encontrado na parte apical de exemplares coletados na praia de Atalaia, e o máximo de 60.000 cel.g-1.peso fresco da alga, na parte basal de exemplares da Praia de Porto. Os resultados confirmaram que a rodofíta Galaxaura rugosa, mostrou-se um bom hospedeiro para fixação das diatomáceas epífitas, tendo sido observado a ocorrência desses organismos em todo o talo dos exemplares coletados, com maiores densidades nas partes basais, confirmando a importância dessas microalgas como produtores primários nas diversas praias de Fernando de Noronha.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-06-08T14:47:34Z No. of bitstreams: 1 Manoel Messias da Silva Costa.pdf: 2350927 bytes, checksum: 9b33b574c1b0898bcb58f4eb55c947de (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-08T14:47:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Manoel Messias da Silva Costa.pdf: 2350927 bytes, checksum: 9b33b574c1b0898bcb58f4eb55c947de (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Epiphytic diatoms play an important role in coastal ecosystems; it has believed to contribute to approximately 40% of the oceanic primary production. Are microalgae that have developed several strategies for attachment to the host, including the ability to secrete mucilaginous substances, which form short or long stems. According to the form of accession, diatoms can be classified as erect (fixed to the host through mucilaginous stalks), motile (sliding in the host's surface) and adnate (largest adhesive to the host directly by valves). The form of accession or type of growth of diatoms can connected to the architectural differences species of seaweeds, conditioning changes in structure of the epiphytic community between hosts with different types of stems or between the same species inhabiting areas with different environmental characteristics. The objective of this study was to identify the structure and qualitative and quantitative variations of epiphytic diatom community in seaweeds from the northeastern coastal Brazil. In this context, the present study was intended to proved the following hypotheses: 1) The community of diatoms epiphytic presents qualitative and quantitative differences and as adhesion between macroalgae with different architectures stems; 2) There are significant differences in populations of diatoms epiphytes in different parts of the stem of the same host; 3) The diatoms epiphytic flora of quantitative variations in the thalli presents the same even when the host dwelling places with different environmental characteristics. The research resulted in the development of three manuscript. In the first, an assessment was made of the epiphytic diatoms adhesive strategies in three species of seaweeds collected in the subtidal zone of Pernambuco: Bachelotia antillarum (Phaeophyceae), Caulerpa verticillata (Ulvophyceae) and Haloplegma duperreyi (Rhodophyceae), concluding that the differences between the growth forms of agreements are assigned to morphological differences of the three species of seaweeds. The second manuscript addressed the variability and the vertical distribution of diatom species associated in each part of the stem of three species of seaweed (apical, mean and basal) were collected from intertidal of Alagoas: Codium isthmocladum (Ulvophyceae), Spatoglossum schroederi (Phaeophyceae) and Hidropuntia cornea (Rhodophyceae), concluding that significant variations occur between different parts of the thallus, with greater richness and abundance in the apical part of the rhodophyte Hidropuntia cornea. The third paper analyzed the qualitative and quantitative variation of the epiphytic flora in rhodophyte Galaxaura rugosa (J. Ellis & Solander) J.V. Lamouroux collected in the island region, subject to variation in environmental conditions, noting that the greatest richness of diatoms occurs when the host dwelling places with less influence of winds and ocean currents, while the lowest wealth occurs when the host dwelling places subject to greater movement of marine currents. / As diatomáceas epífitas desempenham importante papel nos ecossistemas costeiros, acreditando-se que contribuam com aproximadamente 40% da produção primária oceânica. São microalgas que desenvolveram diversas estratégias para fixação no hospedeiro, entre as quais a capacidade de secretar substâncias mucilaginosas, com as quais formam pedúnculos curtos ou longos. De acordo com a forma de adesão, as diatomáceas podem ser classificadas como eretas (fixas ao hospedeiro através de pedúnculos mucilaginosos), móveis (deslizam na superfície do hospedeiro) e adnata (se aderem fortemente ao hospedeiro, diretamente pelas valvas). A forma de adesão ou tipo de crescimento das diatomáceas pode estar ligada às diferenças arquiteturais das espécies de macroalgas marinhas, condicionando variações na estrutura da comunidade epífita entre hospedeiros com tipos de talos diferentes ou entre as mesmas espécies que habitam locais com características ambientais diferenciadas. O objetivo do presente trabalho foi identificar a estrutura e as variações qualitativas e quantitativas da comunidade de diatomáceas epífitas em macroalgas marinhas do litoral do nordeste do Brasil. Neste contexto, com a presente pesquisa pretendeu-se comprovar as seguintes hipóteses: 1) A comunidade das diatomáceas epífitas apresenta diferenças na forma de adesão entre macroalgas com talos morfológicos diferenciados; 2) Ocorrem diferenças significativas em populações de diatomáceas epífitas nas diversas partes do talo de um mesmo hospedeiro; 3) A flora das diatomáceas epífitas apresenta variações quantitativas no talo de um mesmo hospedeiro quando o mesmo habita locais com características ambientais diferentes. A pesquisa resultou na elaboração de três artigos. No primeiro, foi feita uma avaliação das estratégias de adesão das diatomáceas epífitas em três espécies de macroalgas marinhas coletadas no infralitoral do estado de Pernambuco: Bachelotia antillarum (Phaeophyceae), Caulerpa verticillata (Ulvophyceae) e Haloplegma duperreyi (Rhodophyceae), concluindo-se que as diferenças entre as formas de adesão são atribuídas às diferenças morfológicas das três espécies de macroalgas. O segundo manuscrito abordou a variabilidade e a distribuição vertical das espécies de diatomáceas associadas em cada parte do talo (apical, mediana e basal) de três espécies de macroalgas marinhas coletadas no mesolitoral do estado de Alagoas: Codium isthmocladum (Ulvophyceae), Spatoglossum schroederi (Phaeophyceae) e Hidropuntia cornea (Rhodophyceae), concluindo-se que variações significativas ocorrem entre as diversas partes do talo, com maior riqueza e abundância na parte apical da rodófita Hidropuntia cornea. O terceiro artigo analisou a variação quantitativa da flora epífita na rodófita Galaxaura rugosa (J. Ellis & Solander) J.V. Lamouroux coletada em região insular, sujeita à variação nas condições ambientais, constatando-se que a maior riqueza de diatomáceas ocorre quando o hospedeiro habita locais com menor influência de ventos e correntes oceânicas, enquanto a menor riqueza ocorre quando o hospedeiro habita locais sujeitos a uma maior movimentação das correntes marinhas.

A Guzmania monostachia é uma espécie de bromélia heteroblástica, ou seja, na fase juvenil, ela apresenta a forma atmosférica e na fase adulta, ela adquire uma estrutura chamada de tanque, que pode armazenar água e nutrientes em momentos de seca esporádica. Ela também é reconhecida por ser C3-CAM facultativa, podendo ser induzida ao CAM através de estímulos ambientais como o a escassez d\'água. Estudos com outras espécies competentes para a expressão do CAM, há relatos de que tecidos jovens expressariam preferencialmente a fotossíntese C3 e passariam a expressar o CAM à medida que se tornassem maduros. No Laboratório de Fisiologia do Desenvolvimento Vegetal a indução do CAM em plantas adultas da espécie G. monostachia por déficit hídrico foi estudada e pôde-se constatar que essa bromélia possui folhas com regiões funcionais distintas: a porção basal seria responsável pela absorção de água e nutrientes e a porção apical encarregada de realizar, principalmente, a fotossíntese. Contudo, ainda não se possuía informação sobre como a ontogenia e as mudanças morfológicas estariam influenciando a competência para a expressão do CAM em folhas inteiras e nas diferentes porções foliares de G. monostachia. A fim de se caracterizar o CAM nesta espécie ao longo da ontogenia, foram selecionadas plantas em 3 fases ontogenéticas (Atmosférica, Tanque-1 e Tanque-2) e das fases Tanque-1 e 2 foram separados grupos de folhas representando 3 estágios de desenvolvimento (F1 - as 7 mais internas da roseta, F2- as 7 folhas seguintes da roseta e F3 - as 7 folhas localizadas mais na base da roseta). As plantas foram submetidas a 7 dias de déficit hídrico por meio da suspensão de rega. Outra coleta de material vegetal foi realizada com plantas Tanque-2 separando-se as folhas em grupos representando os mesmos 3 estágios de desenvolvimento utilizados no experimental anterior e dividindo-as em porções basal e apical. Medidas morfométricas foram feitas para caracterizar cada fase ontogenética. O teor de água dos tecidos das folhas foi determinado e o CAM foi detectado através do ensaio enzimático da PEPC, da MDH e da quantificação dos ácidos orgânicos (ácido cítrico e málico). As plantas Tanque-2 apresentaram mais que o dobro da capacidade de estocagem de água comparativamente às plantas Tanque-1. As plantas atmosféricas sofreram as maiores perdas de água em sua folhas (aproximadamente 50%); já as plantas com tanque tiveram decréscimos mais discretos no teor hídrico (em torno de 15%). Plantas de todas as fases ontogenéticas acumularam significativamente ácido málico durante a noite, evidenciando que, independente da ontogenia, as plantas foram competentes para expressar o CAM. De maneira semelhante, tanto as folhas mais jovens quanto as mais maduras exibiram acúmulos significativos de ácido málico, indicando que elas foram capazes de expressar o CAM nos 3 estágios de desenvolvimento escolhidos para este estudo. Portanto, no conjunto dos experimentais realizados, sugere-se que o fator mais importante para a expressão do CAM em plantas de G. monostachia seja o teor de água dos tecidos foliares e não a ontogenia. Plantas atmosféricas apresentaram a maior perda de água (aproximadamente 50%) concomitantemente à expressão do CAM. Já as regiões apicais dos grupos de folhas F1 das plantas Tanque-2 exibiram um decréscimo de 7% com acúmulo noturno de ácido málico e os grupos F2 e F3 perderam 12% da água de seus tecidos, resultando na inibição do CAM. Há indícios que o transporte de água nas plantas com tanque sob estresse hídrico ocorra das folhas mais maduras para as folhas mais jovens. Aparentemente, plantas jovens atmosféricas de G. monostachia possuem a capacidade de manter seu metabolismo mais ativo mesmo em condições que resultem em uma baixa quantidade de água nos tecidos foliares, indicando um certo grau de tolerância à seca. Ao contrário, nas plantas com tanque, essa capacidade parece não ser tão acentuada, sugerindo que esta fase esteja mais relacionada com estratégias de evitação à seca / Guzmania monostachia is a species of heteroblastic bromeliad, in other words, whereas in the juvenile phase, it assumes the atmospheric form, in the adult, it acquires a structure called a tank, by which water and nutrients can be stored in moments of sporadic drought. It is also recognized through being C3-CAM facultative, thus inducible to CAM through environmental stimuli, such as the lack of water. In the young plants of other species capable of CAM expression, there are reports of preferential C3 photosynthesis expression in young tissues, leading to CAM expression on reaching maturity. In the Laboratory of Plant Development Physiology, studies were made of CAM induction in adult plants of the species G. monostachia during the lack of water at times of drought. It was noted that this bromeliad possessed leaves with distinct functional regions: whereas the basal portion was responsible for the absorption of both water and nutrients, the apical was mainly responsible for photosynthesis. Nonetheless, there was no available information on how ontogeny and morphological changes could influence competence for CAM expression throughout the whole leaf, as well as in the different parts. In order to characterize CAM in this species throughout ontogeny, selection was concentrated on plants in the three ontogenetic phases (Atmospheric, Tank-1 and Tank-2), as well as in the Tank-1 and Tank-2 phases by separating groups of leaves representing the three stages of development in the rosette, viz., Stage1 - the seven inner-most leaves, Stage2 - the next seven, and Stage3 - the seven located more at the base. By suspending irrigation, all the plants were submitted to 7 days without water, whereupon further material was collected from Tank-2 plants. The leaves thus obtained were first divided into groups representing the same three developmental phases as used in the preceding experiment, and then separated into basal and apical portions. Morphometric measurement was applied to the characterization of each ontogenetic phase. Tissue water content in the leaves was defined, and CAM detected through PEPC enzymatic assaying, MDH, and organic acid (citric and malic) quantification. Tank-2 plants presented more than double the capacity to store water, when compared to Tank-1 plants. Whereas atmospheric plants underwent the greatest leaf-water loss (around 50%), the loss was less in those with tanks (around 15%). Significant nocturnal malic acid accumulation in plants in all the ontogenetic phases, placed in evidence plant competency for CAM expression, independent of the stage of development. Likewise, significant malic acid accumulation in both young leaves and more mature ones indicated their capacity for CAM expression in the three stages of development chosen for the present study. Thus, in the experiments carried out, it can be presumed that the most important factor for CAM expression in G. monostachia plants is leaf-tissue water content, and not ontogeny. Atmospheric plants presented the highest water loss (around 50%), which was concomitant with CAM expression. On the other hand, in the apical regions of Tank-2 plants, there was a drop of 7% in water content with nocturnal malic acid accumulation in stage-1 leaves, and a loss of 12% in tissue water in those in stage 2 and 3, with the consequential CAM inhibition. There is every indication that water-transport in tank plants undergoing water-stress occurs from more mature leaves to those younger. Apparently the more active metabolism in young G. monostachia atmospheric plants, even under conditions inducing low leaf-tissue water content, indicates a certain degree of drought tolerance. On the contrary, although this capacity in tank plants appears to be less accentuated, the tank phase is apparently more related to strategies for avoiding the effects of drought

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 “atmospheric epiphytic bromeliad” 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 “young epiphytic bromeliad without tank” was suggested to refer the bromeliad V. gigantea in the juvenile phase

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 “atmospheric epiphytic bromeliad” 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 “young epiphytic bromeliad without tank” was suggested to refer the bromeliad V. gigantea in the juvenile phase

As bromélias habitam os mais diferentes ambientes sendo que muitas são encontradas como epífitas. Essas últimas estão sujeitas a condições de disponibilidade de água e nutrientes com intermitência. Elas conseguem sobreviver a essas circunstâncias por serem dotadas de diversas adaptações morfológicas e fisiológicas. A bromélia tanque Guzmania monostachia tem sido bastante estudada por possuir uma grande plasticidade fotossintética, porém, pouco é conhecido a respeito de outras possíveis adaptações como a interação com micro-organismos. Sendo assim, o presente trabalho isolou bactérias fixadoras de nitrogênio (diazotróficas) tanto da parte externa (epifíticas) quanto da parte interna (endofíticas) de diferentes porções (ápice, mediana e base) de folhas coletadas tanto no ambiente natural quanto na casa de vegetação. As bactérias foram selecionadas por meio do ensaio de redução de acetileno (ARA) e também pelo uso de quatro diferentes meios de cultura que não contém fonte de nitrogênio reduzido. As linhagens isoladas foram identificadas por meio do gene 16sRNA. Dois isolados Pseudomonas sp. e Burkholderia sp. foram escolhidos para serem marcados com um gene de fluorescência verde (GFP) e foram então inoculados (separadamente) em plantas de G. monostachia cultivadas em casa de vegetação. A colonização dos tecidos foliares foi monitorada com auxílio de um microscópio confocal. Além disso, foram estimadas as densidades populacionais epifíticas e endofíticas em diferentes grupos foliares (jovens e intermediários) e as folhas do grupo intermediário por serem maiores e totalmente expandidas foram divididas em porções (apical, mediana e basal). Também foram pesquisadas as seguintes moléculas descritas como importantes na interação entre planta e micro-organismo: óxido nítrico (NO), ácido salicílico (SA), etileno (ET) e ácido-indol-3-acético (IAA). Como resultados, a maioria das linhagens bacterianas foram classificadas como pertencentes ao grupo Proteobacteria, mas também foram encontrados isolados gram positivos pertencentes aos grupos Actinobacteria e Firmicutes. As bactérias endofíticas foram isoladas somente da porção basal foliar (tanto das folhas originadas do meio ambiente quanto das folhas originadas da casa de vegetação). Cabe ressaltar que após a inoculação de ambas bactérias marcadas com GFP, foi observado elas no interior dos tricomas foliares (estruturas presentes principalmente na base foliar). Após 20 horas da inoculação, ambas bactérias já foram visualizadas no interior da epiderme das folhas. Após 5 dias as bactérias foram se espalhando para regiões mais distantes do tricoma e também foram observadas no parênquima. Após 10 dias a bactéria Pseudomonas sp. foi encontrada nas paredes dos vasos condutores. Foram re-isoladas bactérias epifíticas e endofíticas da mediana e da base foliar, mas não da porção apical. Após 10 dias as bactérias foram isoladas como endofíticas somente da base. Essa porção não apresentou diferenças nas populações epifíticas e endofíticas. O NO aumentou nas folhas jovens e na base das intermediárias em um curto período de tempo após a inoculação. Aparentemente, ambas as bactérias não dispararam a via do SA. De acordo com os resultados aqui presentes, ambas as bactérias não pareceram ser prejudiciais à G. monostachia. Além disso, o presente trabalho mostra fortes evidencias de que as bactérias entram nos tecidos foliares por meio dos tricomas na base foliar e permanecem nessa porção, que é precisamente a mais importante para absorção de nutrientes / Bromeliads inhabit different environments and many are found as epiphytes. These plants are often subjected to periods of water and nutrient shortage. For their survival, epiphytic bromeliads are endowed with different morphological and physiological adaptations. Guzmania monostachia is a tank-bromeliad that has been extensively studied because of its great photosynthetic plasticity. However, little is known about other possible survival adaptations, such as beneficial interactions with microorganisms. Here, we isolated nitrogen fixing (diazotrophc) bacteria from both the outside (epiphytic) and the inside (endophytic) of different leaf portions (apex, middle and base), collected in natural environment and in greenhouse-cultivated plants. The bacteria were selected using the acetylene reduction assay (ARA) and four different media that do not contain reduced nitrogen source. The strains were identified by 16S rRNA. Two isolates, Pseudomonas sp. and Burkholderia sp. has been chosen to be tagged with green fluorescent protein (GFP) and then inoculated in G. monostachia plants cultivated in greenhouse. The colonization of the leaf tissues was monitored with the aid of confocal microscopy and also we estimate the external and internal bacterial population densities in different leaf groups (younger and expanded) and portions (apex, middle and base). In addition, we studied some important molecules in plant-microbe interactions: nitric oxide (NO), salicylic acid (SA), ethylene (ET) and indol-3-acetic acid (IAA). As a result, most of the isolated strains belong to the Proteobacteria group, but gram positive strains were also found belonging to the Firmicutes and Actinobacteria group. The endophytic bacteria were isolated only from the basal portion (both from leaves of natural environment and from leaves of greenhouse cultivated plants). Interestingly, after the inoculation of both bacteria tagged with GFP they were visualized entering by trichomes present mainly in the basal portion. Twenty hours after the inoculation, the bacteria were visualized inside the epidermis of the leaves. After five days, the bacteria were detected in the parenchyma and, ten days after the inoculation Pseudomonas sp. was found on the vessels walls. It was possible to re-isolate epiphytic and endophytic bacteria from the base and middle portions, but not from the apex. After 10 days the endophytic bacteria were found only in the base. The base did not show differences between epiphytic and endophytic populations. NO increased in a short time after the inoculation in the younger leaves and in the basal portion of intermediate leaves. Apparently, the SA pathway was not triggered by any of the bacteria used. According to these results, the bacteria tested do not seem to be harmful to the plant. Furthermore, we strongly suggest that they enter through the trichomes on the leaf base and remain in this portion, which is precisely the most important for the absorption of nutrients

Embora a água seja o componente mais abundante na natureza, ela é o fator limitante mais comum para o desenvolvimento das plantas. O estresse hídrico é um dos principais fatores abióticos que afeta os organismos vivos, incluindo as plantas epífitas. Esse sinal ambiental atua fortemente e seletivamente sobre a sobrevivência dessas plantas. Algumas espécies vegetais possuem a capacidade de alterar seu metabolismo fotossintético, sendo induzidas ao metabolismo ácido das crassuláceas (CAM) em resposta a escassez d\'água. Vriesea gigantea é uma bromélia C3 tanque-epífita que pode estar sujeita a variações ambientais, como a sazonalidade hídrica. A expressão facultativa do CAM pode ser de extrema importância para essa bromélia lidar com a restrição hídrica sazonal. O CAM é uma adaptação caracterizada principalmente pela fixação do carbono atmosférico durante a noite por meio da enzima fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC). Em decorrência do fechamento estomático na maior parte do dia, a eficiência no uso da água das plantas CAM é maior do que a das plantas que realizam as fotossínteses C3 ou C4. O CAM pode ser expresso em diferentes intensidades o que levou à caracterização de diversos tipos de CAM, como o C3-CAM facultativo. Estudos sobre o metabolismo fotossintético com Vriesea gigantea são raros na literatura. Apesar de V. gigantea ser considerada uma planta C3 na literatura, resultados preliminares obtidos em nosso laboratório, utilizando folhas destacadas, sugeriram que essa espécie seria CAM-\"cycling\" quando bem hidratada e sob déficit hídrico passaria a expressar o CAM-\"idling\" na porção apical das folhas. Portanto, tendo em vista essa aparente contradição, nos propusemos a fazer um estudo mais aprofundado sobre o comportamento fotossintético de V. gigantea . Para tanto, plantas dessa espécie (± 4 anos de idade) foram submetidas ao déficit hídrico por 7, 14 ou 21 dias por meio da suspensão de rega no tanque. Após o tratamento, as folhas dessa bromélia foram separadas em 3 grupos: jovens (G1) ( 1º ao 7º nó), intemediárias (G2) (8º ao 14º nó) e maduras (G3) (15º ao 21º nó). Os parâmetros utilizados para a análise da expressão do CAM foram as atividades das enzimas fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) e malato desidrogenase (MDH), juntamente com o acúmulo noturno de ácidos orgânicos (malato e citrato) nos diferentes grupos e porções foliares (ápice, mediana e base). Para melhor compreensão do metabolismo fotossintético, foi realizado um ciclo complementar de 24 horas, detalhando melhor a dinâmica do malato e citrato nas folhas de V. gigantea no 21º dia de deficiência hídrica. Para conhecer o \"status\" hídrico das plantas, foram determinados o potencial hídrico e o teor relativo de água (TRA) por meio das análises de massa fresca, massa túrgida e massa seca. Ao final do período de 21 dias de suspensão de rega, as plantas alcançaram o nível mais baixo de potencial hídrico o qual se estabilizou, indicando que V. gigantea possivelmente estava sob estresse hídrico. A queda do TRA já tinha sido observada, no entanto, a partir do 14º dia de déficit hídrico, sendo mais intenso no 21º dia. Notou-se uma tendência de remobilização hídrica entre os tecidos foliares dessa planta, principalmente de folhas maduras (G3) para folhas jovens (G1). Após 21 dias de deficiência hídrica, as atividades enzimáticas de PEPC e MDH apresentaram um comportamento que não seguiu um padrão de expressão característico do CAM, ou seja, uma alta atividade noturna de PEPC e MDH em situação de deficiência hídrica. A princípio, encontrou-se um acúmulo noturno de ácidos orgânicos (malato e citrato) no grupos foliares G1, G2 e G3 ao longo dos 21 dias de tratamento. Entretanto, foi observado no ciclo de 24 horas de acúmulo de ácidos orgânicos, que essa variação de malato e citrato encontrada inicialmente, era decorrente de pequenas flutuações e que estas não estariam relacionadas ao CAM. Assim, sugere-se que V. gigantea não utilize o CAM como estratégia de evitação à seca. Conjuntamente, observou-se um acúmulo de açúcares solúveis ao longo do ciclo de 24 horas em todas as porções foliares, indicando que Vriesea gigantea apresenta, talvez, mecanismos eficientes de abaixamento de seu potencial hídrico, acumulando compostos que possuem função osmoreguladora (glicose e frutose, por exemplo). Essa estratégia pode ser considerada como um mecanismo importante que ajudaria a tolerar o período de estresse hídrico de 21 dias de suspensão de rega no tanque / Although water is the most abundant component in nature, it is also the most common limiting factor for plant growth. Drought stress is a major abiotic factor that affect living organisms, including epiphytes. This environmental signal acts strongly and selectively on the survival of plants. Some plant species have the ability to change their photosynthetic metabolism, being induced to crassulacean acid metabolism (CAM) in response to water shortage. Vriesea gigantean is a C3 epiphyte tank bromeliad that may be subject to environmental variations such as the water seasonality. The facultative expression of CAM can be extremely important for this bromeliad deal with seasonal water restriction. CAM is an adaptation characterized mainly by the fixation of atmospheric carbon overnight by phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC), to power photosynthesis during daytime with closed stomata. As a result, the water use efficiency of CAM plants is higher than that of the plants that perform photosynthesis C3 or C4. CAM can be expressed in different intensities leading to the characterization of various types of CAM, such as C3-CAM facultative. Studies on the photosynthetic metabolism with Vriesea gigantean are rare in the literature. Although V. gigantean is considered a C3 plant, preliminary results obtained in our Laboratory using detached leaves suggested that this species would become CAM-cycling when well hydrated, while under water deficit it would express CAM-idling in the apical portion of the leaves. Therefore, in light of this apparent contradiction, we set out to further study the photosynthetic behavior of V. gigantean. Plants of this species (± 4 years) were submitted to drought for 7, 14 or 21 days by suspending watering in the tank. After the treatment, the leaves of this bromeliad were separated into 3 groups: young (G1) (1st to 7th node), intermediate (G2) (8th to 14th node) and mature (G3) (15th to 21th node). The parameters used for the analysis of CAM expression were the activities of the enzymes phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) and malate dehydrogenase (MDH), along with nighttime accumulation of organic acids (malate and citrate) in the different groups and leaf portions (apex, middle and base). To better understand the photosynthetic metabolism, there was a complementary 24-hour cycle, further detailing the dynamics of malate and citrate in V. gigantean leaves on the 21st day of water stress. To evaluate the water status of the plants, water potential and relative water content (TRA) were determined, the latter through the fresh, turgid and dry weight analysis. At the end of 21 days of watering suspension, the plants reached the lowest level of water potential, indicating that the plants were under drought stress. The drop in the TRA had already been noted, however, from the 14th day of water stress, intensifying in the 21th day. A tendency of water remobilization among the leaf tissues of the plant, especially from mature leaves (G3) to young leaves (G1) was observed. After 21 days of drought, the enzymatic activities of PEPC and MDH showed a behavior that did not follow a characteristic pattern of expression of CAM, i.e. a high nocturnal activity of PEPC and MDH in water stress situation. Initially it was found a nighttime accumulation of organic acids (citrate and malate) on the leaf groups G1, G2 and G3 during the 21 days of treatment. However, it was observed in a 24-hour quantification of organic acids that the variation of malate and citrate concentrations found initially was due to small fluctuations probably unrelated to CAM. Thus, it is suggested that V. gigantean can not undergo CAM as an avoidance strategy to drought. We observed an accumulation of soluble sugars over the 24 hour cycle in all leaf portions, indicating that Vriesea gigantean has perhaps efficient mechanisms to lower its water potential by accumulating compounds with osmorregulator function (glucose and fructose, for example). This strategy can be seen as an important mechanism that helps tolerate water stress during 21 days of watering suspension in the tank

As bromélias habitam os mais diferentes ambientes sendo que muitas são encontradas como epífitas. Essas últimas estão sujeitas a condições de disponibilidade de água e nutrientes com intermitência. Elas conseguem sobreviver a essas circunstâncias por serem dotadas de diversas adaptações morfológicas e fisiológicas. A bromélia tanque Guzmania monostachia tem sido bastante estudada por possuir uma grande plasticidade fotossintética, porém, pouco é conhecido a respeito de outras possíveis adaptações como a interação com micro-organismos. Sendo assim, o presente trabalho isolou bactérias fixadoras de nitrogênio (diazotróficas) tanto da parte externa (epifíticas) quanto da parte interna (endofíticas) de diferentes porções (ápice, mediana e base) de folhas coletadas tanto no ambiente natural quanto na casa de vegetação. As bactérias foram selecionadas por meio do ensaio de redução de acetileno (ARA) e também pelo uso de quatro diferentes meios de cultura que não contém fonte de nitrogênio reduzido. As linhagens isoladas foram identificadas por meio do gene 16sRNA. Dois isolados Pseudomonas sp. e Burkholderia sp. foram escolhidos para serem marcados com um gene de fluorescência verde (GFP) e foram então inoculados (separadamente) em plantas de G. monostachia cultivadas em casa de vegetação. A colonização dos tecidos foliares foi monitorada com auxílio de um microscópio confocal. Além disso, foram estimadas as densidades populacionais epifíticas e endofíticas em diferentes grupos foliares (jovens e intermediários) e as folhas do grupo intermediário por serem maiores e totalmente expandidas foram divididas em porções (apical, mediana e basal). Também foram pesquisadas as seguintes moléculas descritas como importantes na interação entre planta e micro-organismo: óxido nítrico (NO), ácido salicílico (SA), etileno (ET) e ácido-indol-3-acético (IAA). Como resultados, a maioria das linhagens bacterianas foram classificadas como pertencentes ao grupo Proteobacteria, mas também foram encontrados isolados gram positivos pertencentes aos grupos Actinobacteria e Firmicutes. As bactérias endofíticas foram isoladas somente da porção basal foliar (tanto das folhas originadas do meio ambiente quanto das folhas originadas da casa de vegetação). Cabe ressaltar que após a inoculação de ambas bactérias marcadas com GFP, foi observado elas no interior dos tricomas foliares (estruturas presentes principalmente na base foliar). Após 20 horas da inoculação, ambas bactérias já foram visualizadas no interior da epiderme das folhas. Após 5 dias as bactérias foram se espalhando para regiões mais distantes do tricoma e também foram observadas no parênquima. Após 10 dias a bactéria Pseudomonas sp. foi encontrada nas paredes dos vasos condutores. Foram re-isoladas bactérias epifíticas e endofíticas da mediana e da base foliar, mas não da porção apical. Após 10 dias as bactérias foram isoladas como endofíticas somente da base. Essa porção não apresentou diferenças nas populações epifíticas e endofíticas. O NO aumentou nas folhas jovens e na base das intermediárias em um curto período de tempo após a inoculação. Aparentemente, ambas as bactérias não dispararam a via do SA. De acordo com os resultados aqui presentes, ambas as bactérias não pareceram ser prejudiciais à G. monostachia. Além disso, o presente trabalho mostra fortes evidencias de que as bactérias entram nos tecidos foliares por meio dos tricomas na base foliar e permanecem nessa porção, que é precisamente a mais importante para absorção de nutrientes / Bromeliads inhabit different environments and many are found as epiphytes. These plants are often subjected to periods of water and nutrient shortage. For their survival, epiphytic bromeliads are endowed with different morphological and physiological adaptations. Guzmania monostachia is a tank-bromeliad that has been extensively studied because of its great photosynthetic plasticity. However, little is known about other possible survival adaptations, such as beneficial interactions with microorganisms. Here, we isolated nitrogen fixing (diazotrophc) bacteria from both the outside (epiphytic) and the inside (endophytic) of different leaf portions (apex, middle and base), collected in natural environment and in greenhouse-cultivated plants. The bacteria were selected using the acetylene reduction assay (ARA) and four different media that do not contain reduced nitrogen source. The strains were identified by 16S rRNA. Two isolates, Pseudomonas sp. and Burkholderia sp. has been chosen to be tagged with green fluorescent protein (GFP) and then inoculated in G. monostachia plants cultivated in greenhouse. The colonization of the leaf tissues was monitored with the aid of confocal microscopy and also we estimate the external and internal bacterial population densities in different leaf groups (younger and expanded) and portions (apex, middle and base). In addition, we studied some important molecules in plant-microbe interactions: nitric oxide (NO), salicylic acid (SA), ethylene (ET) and indol-3-acetic acid (IAA). As a result, most of the isolated strains belong to the Proteobacteria group, but gram positive strains were also found belonging to the Firmicutes and Actinobacteria group. The endophytic bacteria were isolated only from the basal portion (both from leaves of natural environment and from leaves of greenhouse cultivated plants). Interestingly, after the inoculation of both bacteria tagged with GFP they were visualized entering by trichomes present mainly in the basal portion. Twenty hours after the inoculation, the bacteria were visualized inside the epidermis of the leaves. After five days, the bacteria were detected in the parenchyma and, ten days after the inoculation Pseudomonas sp. was found on the vessels walls. It was possible to re-isolate epiphytic and endophytic bacteria from the base and middle portions, but not from the apex. After 10 days the endophytic bacteria were found only in the base. The base did not show differences between epiphytic and endophytic populations. NO increased in a short time after the inoculation in the younger leaves and in the basal portion of intermediate leaves. Apparently, the SA pathway was not triggered by any of the bacteria used. According to these results, the bacteria tested do not seem to be harmful to the plant. Furthermore, we strongly suggest that they enter through the trichomes on the leaf base and remain in this portion, which is precisely the most important for the absorption of nutrients