A ocorrência de potenciais de ação e neurotransmissores, componentes principais do sistema nervoso animal, em plantas, bactérias e fungos mostra a universalidade dos princípios de sinalização e transmissão de informações na forma de sinais químicos e elétricos em todos os organismos. Esses tópicos de estudo, juntamente com inteligência em plantas e transporte vesicular de auxina, constituem as linhas de pesquisa principais da recém-criada Neurobiologia Vegetal. Entre os neurotransmissores encontrados em plantas, a acetilcolina atua, entre outras situações, no crescimento e desenvolvimento controlado pelo fitocromo e na permeabilidade iônica de membranas. Nesse contexto, foi sugerido que a acetilcolina pode desempenhar um papel importante na regulação do movimento estomático, tendo efeito estimulatório na abertura dos estômatos além de poder atuar na sinalização entre raiz e parte aérea. Dessa forma, foi proposto identificar a presença deste neurotransmissor em plantas de milho hidratadas e submetidas a estresse hídrico, com o objetivo de correlacionar a presença de acetilcolina com as respostas estomáticas de tais plantas. Além disso, foi objetivo do trabalho avaliar parâmetros fisiológicos como potencial hídrico, condutância estomática, transpiração e fotossíntese líquida e suas possíveis relações com a acetilcolina em três folhas das plantas hidratadas e estressadas. Para tanto, foi montado um experimento em blocos casualizados em esquema fatorial (2x3). Os fatores foram: água, nos níveis de hidratação e estresse, e idade das folhas nos níveis folha 4 (mais velha), folha 5 (idade intermediária) e folha 7 (mais jovem). As plantas foram divididas em 20 blocos, contendo uma planta hidratada e uma sob estresse cada e as análises fisiológicas feitas nas três folhas. As plantas foram colocadas em câmara de crescimento tipo BOD com controle de iluminação e temperatura. Após análises fisiológicas, as folhas foram utilizadas para extração e determinação de acetilcolina. Os extratos purificados e secos foram submetidos à pirólise e cromatografia gasosa e as substâncias identificadas por espectrometria de massas. Não foi detectada acetilcolina nas plantas, apesar de estudos anteriores demonstrarem sua ocorrência em folhas e sementes de milho. Hipóteses foram levantadas para explicar tal fato. Quanto as variáveis fisiológicas, o déficit hídrico reduziu em aproximadamente 59% a transpiração, em 65% a condutância estomática e em 59% a fotossíntese das plantas. Condutância estomática e transpiração, condutância e fotossíntese, e transpiração e fotossíntese apresentaram intensa correlação. Já o potencial hídrico teve baixa correlação com essas variáveis. Quanto ao fator idade, folhas 7 apresentaram maiores valores de fotossíntese, condutância e transpiração que as folhas 4 e 5. / The occurrence of action potential and neurotransmitters, the major components of animal nervous system, in plants, bacteria and fungi, shows the universality of signaling principles and information transmission in the way of chemical and electrical signals in all organisms. These study topics, along with plant intelligence and vesicular-based auxin transport, constitute the major research lines of the newly created Plant Neurobiology. Among the neurotransmitters found in plants, the acetylcholine plays a role in phytochromecontrolled growth and development and in membrane ion permeability. In this context, it was suggested that acetylcholine can play an important role in the regulation of stomatal movements, having stimulatory effect in the stomatal opening. In addition it can play a role in root-to-shoot signaling process. Therefore, it was proposed to identify the presence of this neurotransmitter in maize plants hydrated and under water stress, with the aim of correlating the presence of acetylcholine with the stomatal responses of such plants. Moreover, another aim of the study was to evaluate physiological parameters like water potential, stomatal conductance, transpiration rate and net photosynthetic rate and their possible relationship with the acetylcholine in three leaves of hydrated and stressed plants. Therefore, an experiment was set up in randomized block design in 2x3 factorial. The factors were: water, in the levels of hydration and stress, and leaves age in the levels leaf 4 (older), leaf 5 (intermediary age) and leaf 7 (younger). The plants were divided in 20 blocks, and each one has had one hydrated plant and one stressed plant and the physiological analysis was made in three leaves. The plants were placed in B.O.D. growth chamber under controlled conditions of light and temperature. After the physiological analysis, the leaves were used to extraction and determination of acetylcholine. The dried and purified extracts were subjected to pyrolysis and gas chromatography and the substances identified by mass spectrometry. The acetylcholine was not detected in plants, although earlier studies have had demonstrated its occurrence in maize leaves and seeds. Hypotheses were elaborated to explain such fact. Regarding the physiological variables, water stress reduced the plants transpiration rate in 59%, stomatal conductance in 65% and net photosynthesis in 59%. Stomatal conductance, transpiration and photosynthesis were strongly related. On the other hand, the water potential showed weak correlation with that variable. As for the age factor, leaves 7 had higher photosynthetic rates, conductance and transpiration than the leaves 4 and 5.

A ocorrência de potenciais de ação e neurotransmissores, componentes principais do sistema nervoso animal, em plantas, bactérias e fungos mostra a universalidade dos princípios de sinalização e transmissão de informações na forma de sinais químicos e elétricos em todos os organismos. Esses tópicos de estudo, juntamente com inteligência em plantas e transporte vesicular de auxina, constituem as linhas de pesquisa principais da recém-criada Neurobiologia Vegetal. Entre os neurotransmissores encontrados em plantas, a acetilcolina atua, entre outras situações, no crescimento e desenvolvimento controlado pelo fitocromo e na permeabilidade iônica de membranas. Nesse contexto, foi sugerido que a acetilcolina pode desempenhar um papel importante na regulação do movimento estomático, tendo efeito estimulatório na abertura dos estômatos além de poder atuar na sinalização entre raiz e parte aérea. Dessa forma, foi proposto identificar a presença deste neurotransmissor em plantas de milho hidratadas e submetidas a estresse hídrico, com o objetivo de correlacionar a presença de acetilcolina com as respostas estomáticas de tais plantas. Além disso, foi objetivo do trabalho avaliar parâmetros fisiológicos como potencial hídrico, condutância estomática, transpiração e fotossíntese líquida e suas possíveis relações com a acetilcolina em três folhas das plantas hidratadas e estressadas. Para tanto, foi montado um experimento em blocos casualizados em esquema fatorial (2x3). Os fatores foram: água, nos níveis de hidratação e estresse, e idade das folhas nos níveis folha 4 (mais velha), folha 5 (idade intermediária) e folha 7 (mais jovem). As plantas foram divididas em 20 blocos, contendo uma planta hidratada e uma sob estresse cada e as análises fisiológicas feitas nas três folhas. As plantas foram colocadas em câmara de crescimento tipo BOD com controle de iluminação e temperatura. Após análises fisiológicas, as folhas foram utilizadas para extração e determinação de acetilcolina. Os extratos purificados e secos foram submetidos à pirólise e cromatografia gasosa e as substâncias identificadas por espectrometria de massas. Não foi detectada acetilcolina nas plantas, apesar de estudos anteriores demonstrarem sua ocorrência em folhas e sementes de milho. Hipóteses foram levantadas para explicar tal fato. Quanto as variáveis fisiológicas, o déficit hídrico reduziu em aproximadamente 59% a transpiração, em 65% a condutância estomática e em 59% a fotossíntese das plantas. Condutância estomática e transpiração, condutância e fotossíntese, e transpiração e fotossíntese apresentaram intensa correlação. Já o potencial hídrico teve baixa correlação com essas variáveis. Quanto ao fator idade, folhas 7 apresentaram maiores valores de fotossíntese, condutância e transpiração que as folhas 4 e 5. / The occurrence of action potential and neurotransmitters, the major components of animal nervous system, in plants, bacteria and fungi, shows the universality of signaling principles and information transmission in the way of chemical and electrical signals in all organisms. These study topics, along with plant intelligence and vesicular-based auxin transport, constitute the major research lines of the newly created Plant Neurobiology. Among the neurotransmitters found in plants, the acetylcholine plays a role in phytochromecontrolled growth and development and in membrane ion permeability. In this context, it was suggested that acetylcholine can play an important role in the regulation of stomatal movements, having stimulatory effect in the stomatal opening. In addition it can play a role in root-to-shoot signaling process. Therefore, it was proposed to identify the presence of this neurotransmitter in maize plants hydrated and under water stress, with the aim of correlating the presence of acetylcholine with the stomatal responses of such plants. Moreover, another aim of the study was to evaluate physiological parameters like water potential, stomatal conductance, transpiration rate and net photosynthetic rate and their possible relationship with the acetylcholine in three leaves of hydrated and stressed plants. Therefore, an experiment was set up in randomized block design in 2x3 factorial. The factors were: water, in the levels of hydration and stress, and leaves age in the levels leaf 4 (older), leaf 5 (intermediary age) and leaf 7 (younger). The plants were divided in 20 blocks, and each one has had one hydrated plant and one stressed plant and the physiological analysis was made in three leaves. The plants were placed in B.O.D. growth chamber under controlled conditions of light and temperature. After the physiological analysis, the leaves were used to extraction and determination of acetylcholine. The dried and purified extracts were subjected to pyrolysis and gas chromatography and the substances identified by mass spectrometry. The acetylcholine was not detected in plants, although earlier studies have had demonstrated its occurrence in maize leaves and seeds. Hypotheses were elaborated to explain such fact. Regarding the physiological variables, water stress reduced the plants transpiration rate in 59%, stomatal conductance in 65% and net photosynthesis in 59%. Stomatal conductance, transpiration and photosynthesis were strongly related. On the other hand, the water potential showed weak correlation with that variable. As for the age factor, leaves 7 had higher photosynthetic rates, conductance and transpiration than the leaves 4 and 5.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_janete_mariza_adamski.pdf: 870957 bytes, checksum: 3780a4713aace89a20cbc46f8e882d7f (MD5) Previous issue date: 2011-02-15 / Iron is an essential element for growth and development of plants and is involved in essential metabolic processes such as photosynthesis and respiration. However, homeostasis of this metal is essential, both excess and deficiency are harmful. One of the characteristic symptoms of deficiency is chlorosis, caused by the decrease in chlorophyll biosynthesis. On the other hand, the free iron in excess can cause oxidative stress. Study of the effects of different concentrations of iron in morphological, physiological or biochemical parameters are essential to a better understanding of this nutrient homeostasis in plants. In the present work, plants of sweet potato were submitted under hydroponics system, to different concentrations of ferric-EDTA in nutrient solution: 0.45; 0.9; 4.5 and 9.0 mmol dm-3. Photosynthetic and growth characteristics, nutrient absorption, antioxidant enzymes, stomatal density and diameter, ultra structure of root and leaves cells and histochemical iron in the leaves were evaluated. The toxicity of iron in excess (9.0 mmol dm-3) led to the appearance of brown spots on leaves, often forming necroses, with significant reductions in growth. In these plants, the activity of superoxide dismutase and ascorbate peroxidase increased. Also, the absorption of other micronutrients was affected mainly of the manganese. The iron content in the shoot increased, also qualitatively confirmed by the histochemical test. The light reactions of photosynthesis were not affected, but there was a decrease in stomatal density and net assimilation rate. The ultra structure of root cells reveals the damage of mitochondria in treatments with high concentrations of iron. However, in these plants, the ultra structure of chloroplasts is not affected. / O ferro é um elemento essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas, estando envolvido em processos metabólicos essenciais, como fotossíntese e respiração. Entretanto, a homeostase desse metal é fundamental, pois tanto o excesso quanto a deficiência são prejudiciais. Um dos sintomas característico da deficiência é a clorose, causada pelo decréscimo na biossíntese da clorofila. Por outro lado, o ferro quando livre e em excesso pode gerar estresse oxidativo. Buscar entender os efeitos de diferentes concentrações de ferro, em nível morfológico, fisiológico ou bioquímico, é indispensável para um melhor entendimento da homeostase desse micronutriente nas plantas. No presente trabalho, plantas de batata-doce foram submetidas, sob sistema de hidroponia, a diferentes concentrações de EDTA-férrico em solução nutritiva: 0,45; 0,9; 4,5 e 9,0 mmol dm-3. Foram avaliadas características fotossintéticas e de crescimento, absorção de nutrientes, atividade de enzimas antioxidantes, densidade e tamanhos dos estômatos, ultra-estrutura de células radiciais e de células da folha e histoquímica do ferro nos tecidos foliares. A toxidez por excesso de ferro (9,0 mmol dm-3) levou ao surgimento de manchas marrons nas folhas, muitas vezes formando necroses, com reduções significativas no crescimento. Nestas plantas, a atividade da superóxido dismutase e ascorbato peroxidase aumentou. Também, a absorção dos demais micronutrientes foi afetada, principalmente do Mn. O teor de ferro na parte aérea aumentou significativamente, sendo visualizado pelo teste histoquímico. As reações luminosas da fotossíntese não foram comprometidas, porém houve queda na densidade estomática e na taxa assimilatória líquida. A ultra-estrutura das células radiciais revela o comprometimento das mitocôndrias nos tratamentos com altas concentrações de ferro. Porém, nestas plantas, a ultra-estrutura dos cloroplastos não é afetada.

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O experimento foi conduzido em pomares localizados nas altitudes de 1.000, 1.200 e 1.400 metros, nos ciclos 2012/2013, 2013/2014 e 2014/2015. Utilizou-se as cultivares de macieiras (Malus domestica Borkh.) Fuji Suprema e Imperial Gala, com 7-8 anos de idade, enxertadas sobre M-9 e 2.500 plantas ha-1. Durante os três ciclos produtivos foram avaliados o conteúdo de amido e a relação C/N em ramos do tipo brindila. Durante os ciclos 2013/2014 e 2014/2015 foram avaliadas as trocas gasosas em folhas de brindilas, o índice SPAD, produção e qualidade de frutos. Em dezembro de 2013 foi determinada a densidade de estômatos. Cada cultivar foi avaliada de forma independente e adotou-se o delineamento inteiramente casualizado com três tratamentos (1.000m, 1.200m e 1.400m de altitude) e sete repetições, sendo cada repetição representada por uma planta. Realizou-se a análise de variância dos dados e as médias foram comparadas pelo teste de Scott- Knott (p≤5). A cultivar Fuji Suprema apresentou densidade estomática crescente de acordo com a altitude, porém nenhuma alteração significativa foi identificada na cultivar Imperial Gala. De maneira geral, as diferenças nos parâmetros de trocas gasosas registradas entre cada altitude, dentro de cada época de avaliação, variaram principalmente em função das condições climáticas locais. A eficiência instantânea de carboxilação, no entanto, tendeu a ser maior com o aumento da altitude nas plantas de ambas as cultivares. Similar resposta foi identificada para o teor de amido nas brindilas, de ambas cultivares, porém foi observado que quanto maior a carga de frutos, menor foi o teor de amido nos ramos até a colheita. No geral o teor de amido e a relação C/N apresentaram uma relação diretamente proporcional com as variações na altitude dos pomares. A ocorrência de mancha de Glomerella na ‘Imperial Gala’ cultivada a 1.000m influenciou essas duas últimas variáveis. Os frutos de ambas as cultivares estudadas tenderam apresentar melhor qualidade nas maiores altitudes. Isso ficou evidenciado quando comparados a firmeza de polpa e o teor de sólidos solúveis totais. / Due to differences in altitude between the various apple-growing areas in Brazil it is extremely important to know the physiological responses of plants under those different conditions, because altitude can influence the interaction of plants with various biotic and abiotic factors affecting their growth and development. The objective of this work was to characterize the density of stomata, gas exchange in leaves, starch content dynamics, C/N ratio in brindila-type branches, and production and quality of apple tree fruits grown at three different altitudes. The experiment was conducted in orchards located at altitudes of 1000, 1200 and 1400 meters, 2012/2013, 2013/2014 and 2014/2015 cycles. We used apple trees (Malus domestica Borkh) Fuji Suprema and Imperial Gala cultivars that were 7-8 years old, grafted on M-19, and 2500 plants ha-1. During the three production cycles we evaluated the starch and C/N ratio in brindila-type branches. Gas exchange in brindilas leaves, SPAD index, fruits production and quality were evaluated during 2013/2014 and 2014/2015 cycles. Stomata density was determined in December 2013. Each cultivar was evaluated independently and we adopted the completely randomized design with three treatments (1000m, 1200m, and 1400m altitude) and seven repetitions, each one represented by one plant. We performed analysis of variance (ANOVA) to the data set, and means were compared by Scott-Knott test (p≤5). Fuji Suprema cultivar showed growing stomata density in accordance with altitude, but no significant change was identified in Imperial Gala cultivar. In general, differences in gas exchange parameters recorded between each altitude, in each evaluating time varied mainly depending on local weather conditions. The instantaneous carboxylation efficiency, however, tended to be higher in both plants cultivars with increasing altitude. Similar response was identified for starch content in brindilas of both cultivars, however we observed that the higher the fruit load, the lower the starch content in the branches to harvest. In general, starch content and C/N ratio showed a directly proportional relationship with variation in altitude of the orchards. The occurrence of Glomerella spot in ‘Imperial Gala’ grown at 1000m influenced those latter two variables. The fruits of both cultivars studied tended to have better quality at a higher altitude. It was evidenced when the pulp firmness and total soluble solid content were compared.