Submitted by Mara Lúcia Cruz de Souza (mara_cruzsouza1@hotmail.com) on 2018-09-27T02:33:34Z No. of bitstreams: 1 dissertação Mara Lucia.pdf: 2279277 bytes, checksum: f641b23c2a38bb9ee2e2fa22ae6afd62 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-09-27T11:45:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_mlc_me_botfca.pdf: 2279277 bytes, checksum: f641b23c2a38bb9ee2e2fa22ae6afd62 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-27T11:45:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_mlc_me_botfca.pdf: 2279277 bytes, checksum: f641b23c2a38bb9ee2e2fa22ae6afd62 (MD5) Previous issue date: 2018-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A deficiência hídrica é uma modalidade de estresse físico que afeta o desenvolvimento de diversas culturas agrícolas, causando impactos sociais e econômicos em regiões com baixa disponibilidade hídrica. Diversas pesquisas vêm trazendo como principal foco o estudo da deficiência hídrica na cultura do milho em épocas consideradas críticas a escassez hídrica. O objetivo do presente estudo foi avaliar o comportamento fisiológico e bioquímico de plantas de milho doce sob deficiência durante o estádio vegetativo. A hipótese principal é que as plantas de milho produzirão respostas fisiológicas interativas, no sentido de minorar o impacto dos tratamentos aplicados. O experimento foi conduzido em ambiente protegido em vasos 30L, irrigados via gotejamento, sob delineamento em blocos casualizados em esquema fatorial (3x3) sendo três lâminas de irrigação e três épocas de avaliação em parcelas subdivididas. Os tratamentos foram delimitados com objetivo de simular três níveis de deficiência hídrica (DH): T1 (Tratamento controle) – conduzidos dentro da faixa de umidade ótima para a cultura do milho até o final do ensaio (Tensão de 10 KPa); T2 (Deficiência hídrica moderada-DHM) – Plantas mantidas em tensão mínima de 50 KPa – e T3 (Deficiência hídrica severa-DHS) – Plantas mantidas sob tensão mínima de 70 KPa. As avaliações foram divididas em três épocas durante a imposição do estresse, visando monitorar alterações fisiológicas e bioquímicas das plantas, aos 45, 52 e 59 DAE. Cada tratamento foi composto por 4 repetições e a umidade do solo foi monitorada por tensiometros, mantendo-se os vasos em capacidade de campo até o início dos tratamentos. Quando as plantas entraram majoritariamente em estádio V7, iniciou-se os tratamentos propostos com deficiência hídrica. Neste estádio, realizou-se a primeira coleta (E1) para análise de diferentes parâmetros, as quais consistiram no ponto inicial de avaliações. Sob DH moderada e severa houve alterações dos principais parâmetros fisiológicos e bioquímicos. Os parâmetros de crescimento e biomassa de folhas, caule e raízes foram influenciados pela interação dos fatores lâmina de irrigação e época de avaliação, exceto altura das plantas. O diâmetro colmo não foi influenciado pelos fatores de estudo. As plantas apresentaram decréscimo do CRA nas três épocas avaliadas de acordo com a severidade do estresse. O teor de pigmentos sofreu interferência das épocas e lâminas de irrigação, os quais foram observados decréscimo para clorofila a e b e carotenoides. As plantas apresentaram aumento gradual de perda de eletrólitos nas épocas de avaliação, demonstrando efeito negativo da DH nas membranas celulares. Os parâmetros de trocas gasosas foram afetados pelo nível de DH imposto às plantas. Houve decréscimo das taxas fotossintéticas (A), condutância estomática (gs), transpiração (E) e concentração interna de CO2 (Ci), as quais foram proporcionais entre as variáveis analisadas. As atividades das enzimas antioxidativas (CAT, POD e SOD) aumentaram em resposta à severidade do estresse. Os teores de proteínas reduziram de acordo com as épocas de avaliação e nível de estresse e a atividade da Nitrato Redutase (NR) nas folhas reduziu nas plantas sob DH moderada e severa. / Water deficiency (WD) is a form of physical stress that affects the development of several agricultural crops, causing social and economic impacts in regions with low water availability. Several researches have been focusing on the study of water deficiency in maize crop in phenological stages critical to water scarcity. The aim of the present study was to evaluate the physiological and biochemical responses of sweet corn plants growing under water deficiency during the vegetative stage. The main hypothesis is that corn plants will produce interactive physiological responses, in order to reduce the impact of applied treatments. The experiment was conducted in protected environment in 30 L pots, irrigated via drip irrigation, under a randomized block design in a factorial scheme (3 x 3), three irrigation levels and three evaluation periods in subdivided plots. The treatments were delimited with the objective of simulating three levels of water deficiency: T1- Control (10 KPa) - conducted within the optimum humidity range for the maize crop until the end of the experiment; T2- Moderate water deficiency (50 KPa) and T3- Severe water deficiency (70 KPa). The evaluations were divided in three seasons during the imposition of stress treatments, aiming to monitor the physiological and biochemical changes of the plants at 45, 52 and 59 DAE (days after seed emergence). Each treatment was composed of 4 replicates and the soil moisture was monitored by tensiometry, maintaining the vessels in field capacity until the beginning of the treatments. When the plants entered the V7 stage, the proposed treatments with water deficiency were started. At this stage, the first collection (E1) was performed to analyze different parameters, which consisted of the initial point of evaluations. Under moderate and severe WD there were alterations of the main physiological and biochemical parameters. The growth and biomass parameters of leaves, stem and roots were influenced by the interaction of the factors of irrigation depth and time of evaluation, except for plant height. The stem diameter was not influenced by the studied factors. The plants presented a decrease of relative water content (RWC) in the three evaluated seasons according to the severity of the stress. The pigments content was influenced by irrigation times and water depths, which showed a decrease for chlorophyll a and b and also carotenoids. The plants presented a gradual increase of electrolyte loss in the evaluation periods, demonstrating the negative effect of WD on the cell membranes structures. The gas exchange parameters were affected by the level of WD imposed on the plants. There was a decrease in photosynthetic rates (A), stomatal conductance (gs), transpiration (E) and internal CO2 concentration (Ci), which were proportional among the variables analyzed. The specific activities of the antioxidative enzymes (catalases, peroxidases and superoxide dismutases) increased in response to the severity of water stress. Protein contents reduced according to the evaluation and stress levels and Nitrate Reductase (NR) activity in leaves reduced in plants under moderate and severe WD. / CAPES: 001

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-13T15:23:20Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Taciana Conceição Manso.pdf: 6155125 bytes, checksum: 90f35a01604b2b31eea1963f27b7e0b0 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T15:23:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Taciana Conceição Manso.pdf: 6155125 bytes, checksum: 90f35a01604b2b31eea1963f27b7e0b0 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014 / CNPq; FACEPE / A cana-de-açúcar é uma gramínea com grande capacidade de acumular sacarose em seu colmo, a qual é purificada para produção de açúcar, etanol e biodiesel.As plantas são capazes de perceber alterações ambientais e modificar o perfil de expressão gênica, ativando mecanismos de defesa, incluindo a regulação da fotossíntese nos cloroplastos. Assim, o conhecimento do perfil de expressão do genoma cloroplastidial viabiliza a identificação dos genes que regulam a respostaaestresses abióticos. Através de busca in silico por transcritos cloroplastidiais em banco de ESTs de cana-de-açúcar, foram identificados12 genes com expressão em bibliotecas de folha em diferentes estágios de desenvolvimento,utilizados para desenho deprimers específicos. O RNA total foi extraído a partir de folhas+1 de cana-de-açúcar das variedades RB92579 (tolerante) e RB72454 (sensível) submetidas a estresse por déficit hídrico. Após transcrição reversa, aqPCR foi conduzida no sistema Rotor-Gene 6000 e a validação dos dados foirealizada no programa REST 2009. A análise in silicomostrouuma prevalência dos genes cloroplastidiaisem bibliotecas de folhas. As análises de expressão gênica apontam a perfis de expressão diferenciados nas variedades analisadas. O aumento nos níveis dos transcritos codificantes para componentes dos fotossistemas parece auxiliar a cana-de-açúcar na tolerância à seca, pela reposição e/ou aumento do número de fotossistemas na membrana do tilacóide. Enquanto que a repressão do gene petA (citocromo b6f) pode favorecer a redução da produção de espécies reativas de oxigênio (ROS). O gene rbcLapresentou uma indução navariedade tolerante em comparação com a sensível, podendo estar relacionado com a alta produtividade atribuída a essa variedade. Assim, indicamos os genes cloroplastidiais psaA, psaB, psbA,psbD e petA os mais relacionados à tolerância à seca, podendo ser fortes candidatos a marcadores moleculares cloroplastidiais de tolerância à seca, visando auxiliar programas de melhoramento genético de cana-de-açúcar.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-04-08T14:12:17Z No. of bitstreams: 2 Soares_Cavalcanti_2012.pdf: 11221013 bytes, checksum: 7eb327b482f44460785cac40a729916d (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-08T14:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Soares_Cavalcanti_2012.pdf: 11221013 bytes, checksum: 7eb327b482f44460785cac40a729916d (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / FACEPE / As mudanças climáticas globais sinalizam para um rearranjo importante na distribuição geográfica e abundância das espécies, diminuição da biodiversidade e extensão das terras afetadas pela seca e salinidade, dentre outros. Juntos os estresses abióticos são responsáveis por desencadear uma série de respostas nas plantas, que podem ser percebidas através das modificações morfológicas, fisiológicas, metabólicas e/ou moleculares, a fim de tolerar estes estresses. As respostas moleculares envolvidas nestes processos podem ser divididas em dois grupos principais: (I) aquelas que envolvem a ativação ou repressão de genes que atuam diretamente nas respostas, como as aquaporinas e os transportadores iônicos, dentre outros; e (II) aquelas que participam das etapas intermediárias destas respostas, como as proteínas quinases e os fatores de transcrição. Neste contexto, a pesquisa aqui apresentada teve como objetivo principal identificar e caracterizar os genes envolvidos na tolerância ao déficit hídrico e ao excesso de sais solúveis no solo em plantas superiores, partindo das informações disponíveis para a planta modelo Arabidopsis thaliana L.. A partir de bancos de dados privados e públicos e com o auxílio de ferramentas e programas in silico foi possível observar que a maioria dos genes superexpressos em arabidopsis sob condições de estresse salino e hídrico foram identificados nos genomas das plantas superiores estudadas. As diferenças observadas com relação à abundância dos genes, diversidade de isoformas ou nas estruturas gênicas e proteicas parecem ser atribuídas às mutações, incluindo indels, que ocorreram durante o processo de evolução e especiação das plantas. Tais modificações nos genomas das plantas são provavelmente resultantes dos processos de adaptação e seleção natural sofridos por estes organismos. Ainda, considerando a importância dos fatores de transcrição na modulação das respostas aos estresses abióticos foi elaborado um pipeline que integra vários programas e ferramentas de caracterização destes fatores; a criação deste workflow surgiu da necessidade de uma ferramenta única que fosse capaz de avaliar diferentes atributos dos fatores de transcrição, de forma que sua caracterização fosse a mais completa possível. Finalmente, os resultados apresentados serão de grande importância para entender melhor os mecanismos de respostas das plantas superiores aos estresses abióticos. Os dados obtidos neste projeto poderão ser úteis no delineamento de experimentos in vitro e in vivo visando o melhoramento genético de plantas de interesse econômico.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3640_1.pdf: 2846746 bytes, checksum: 12d8846693ee2e6836aa3225c67d3f81 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estresses abióticos, como seca e salinidade, limitam severamente o crescimento, desenvolvimento e produtividade das plantas. Uma das estratégias que muitos vegetais utilizam, a fim de minimizar os danos causados por esses estresses aos processos metabólicos e fisiológicos, é a síntese de osmólitos compatíveis. Essas substâncias são trocadas pelo excesso de sais inorgânicos na célula, permitindo o ajustamento tanto da concentração interna de sais quanto do volume celular. Este trabalho objetivou identificar in silico candidatos aos genes que codificam osmoprotetores (trealose, glicina-betaína, mio-inositol, prolina e cisteína) nos transcriptomas de Eucalyptus spp., Saccharum spp. e Vigna spp. As análises revelaram a presença destes genes em todos os transcriptomas estudados; ao todo foram observados 51 ortólogos em eucalipto, 56 em cana e 73 em feijão-caupi. De um modo geral, com relação ao padrão de expressão foi percebido o envolvimento destes genes tanto no estresse biótico, quanto no abiótico, sendo mais abundantes os transcritos identificados nas bibliotecas de caule de mudas submetidas a déficit hídrico e plântulas cultivadas no escuro, no caso do eucalipto e em tecidos de calos (CL) submetidos a um ciclo de luz/escuro e estresse de temperatura no caso da cana-deaçúcar. Adicionalmente, no caupi, a partir da contagem direta dos transcritos, foi identificado que a maioria dos transcritos integrava a biblioteca em raiz de plantas sensíveis à salinidade após 2 horas de exposição ao estresse. Nos alinhamentos múltiplos gerados para a comparação das sequências de cada um desses genes entre diferentes organismos (desde bactérias até animais), percebe-se que a síntese de osmólitos compatíveis é uma característica que foi bastante conservada no curso da evolução. Nos dendrogramas gerados a partir dos dados supracitados, correspondendo ao esperado, observou-se a separação das espécies de acordo com a sua classe. Além disso, no que tange os vegetais, mono e dicotiledôneas foram agrupadas em clados distintos. Considerando que os organismos estudados apresentam grandes diferenças no metabolismo, fisiologia, hábito e ciclo de vida, os resultados sugerem que as mutações acumuladas, principalmente nas diferentes classes, são resultado da adaptação às pressões seletivas ambientais e estão, assim, relacionadas com a funcionalidade destes genes nos diferentes organismos. Assim, os resultados apontam para a conservação das principais vias de síntese de osmólitos compatíveis tanto em eucalipto, quanto em cana e feijão-caupi. Ademais, este estudo pode servir como modelo para a identificação de genes osmoprotetores em espécies relacionadas e apresenta grande potencial de aplicação ao melhoramento genético, com o desenvolvimento de culturas economicamente importantes mais adaptadas aos solos salinos e secos

As plantas, por serem organismos sésseis, enfrentam persistentemente perturbações ambientais adversas denominadas estresses abióticos, sendo as mais importantes, a seca, a salinidade do solo, as temperaturas extremas e a presença de metais pesados. Em resposta, as plantas desenvolveram mecanismos de tolerância, resistência e prevenção para minimizar a influência do estresse, utilizando estratégias de curto prazo para readaptar rápida e eficientemente seu metabolismo. Neste sentido, os pequenos RNAs não codificantes (sncRNAs) são fortes candidatos para realizar este tipo de regulação. Através do sequenciamento de nova geração revelou-se o papel dos sncRNAs na regulação da expressão gênica em nível transcricional e póstranscricional. Dentre os sncRNAs, os microRNAs (miRNAs) são os mais conhecidos e os fragmentos derivados dos RNAs transportadores (tRFs) são os mais novos e com maiores perspectivas de descobertas futuras. Os miRNAs desempenham papéis regulatórios essenciais tanto no crescimento das plantas quanto no desenvolvimento e resposta ao estresse, enquanto os tRFs, em sua maioria, têm sido associados a respostas de estresse. Eugenia uniflora L., “pitanga” ou a cereja brasileira é uma árvore frutífera nativa da América do Sul que pertence à família Myrtaceae. Ela cresce em diferentes ambientes; florestas, restingas e ambientes áridos e semi-áridos no nordeste brasileiro, sendo uma espécie versátil em termos de adaptabilidade e que desempenha um papel fundamental na manutenção da vegetação costeira arbustiva. Além disso, é muito conhecida por suas propriedades medicinais que são atribuídas aos metabólitos especializados presentes nas folhas e frutos. E. uniflora representa uma fonte fascinante da biodiversidade do germoplasma e tem um grande potencial como fonte de genes para o melhoramento genético. Portanto, a compreensão dos mecanismos que conferem tolerância ao estresse nesta planta é de particular importância. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho é a identificação de sncRNAs (miRNAs e tRFs) por ferramentas de bioinformática e análise do padrão de expressão destes sob condições de estresse abiótico (seca e salinidade), bem como avaliação dos genes envolvidos nesta resposta. No capítulo 1, bibliotecas de DNA, pequenos RNAs (sRNAs) e RNAseq de folhas foram usadas para identificar pre-miRNAs, miRNAs maduros e potenciais alvos destes miRNAs, respectivamente. A montagem de novo do genoma permitiu identificar 38 miRNAs conservados e 28 novos miRNAs. Após a avaliação da expressão destes, 11 conservados, entre eles miR156 e miR170, mostraram variação significativa nas condições de restinga e de estresse induzido por PEG. A maioria deles foram previamente descritos em processos de estresse em outras espécies. 14 novos miRNAs foram avaliados em diferentes tecidos de pitanga mostrando variação significativa no padrão de expressão. Os alvos destes últimos miRNAs foram preditos e validados por RTqPCR. Eles correspondem a genes de fatores de transcrição e outros genes como transferases ou ATPases e demonstraram o padrão esperado oposto à expressão dos miRNAs. No capítulo 2, as mesmas bibliotecas foram usadas para identificar tRFs conservados na família das Myrtaceae. Para isso, os tRNAs de Eucalyptus grandis e E. uniflora foram anotados e os tRNAs comuns foram utilizados para o ancoramento dos sRNAs. 479 tRFs foram identificados em pitanga, na maioria com 18 nucleotídeos (nt). Um conjunto de 11 tRFs conservados em ambas espécies, assim como seus alvos, foram avaliados em condições de estresse salino e seca demonstrando diferenças significativas dependendo do tipo de estresse. Os alvos identificados correspondem a genes previamente descritos como envolvidos em estresse salino e seca para outras espécies. O presente trabalho apresenta fortes evidências do envolvimento dos miRNAs em processos de desenvolvimento e estresse, assim como dos tRFs na resposta à seca e estresse salino presente em E. uniflora. Além disso, os dados produzidos poderão ser utilizados em estudos funcionais mais aprofundados que servirão para melhor compreensão dos mecanismos de tolerância presentes nesta importante planta. / Plants being sessile organisms, persistently face adverse environmental perturbations termed as abiotic stresses, most important being drought, soil salinity, extreme temperatures, and heavy metals. They developed several strategies such as tolerance, resistance, and avoidance to minimize stress influence, thus require short-term strategies to quickly and efficiently readapt their metabolism. In this sense, small non coding RNAs are strong candidates to do this kind of fine tune regulation. Next generation sequencing technologies have revealed the key role of these sncRNAs in the transcriptional and posttranscriptional gene-expression regulation. Among the myriad of new sncRNAs, miRNAs are the most known ones and the fragments derived from tRNAs (tRFs) are the newest but with high perspective ones. The miRNAs are endogenous small RNAs that play essential regulatory roles in plant growth, development and stress response. In the case of tRFs, they are mainly involved in stress response. Eugenia uniflora L., ‘pitanga’ or Brazilian cherry is a fruit tree native to South America that belongs to Myrtaceae family. It grows in several different harsh environments, including forests, restingas, near the beach, and arid and semiarid environments in the Brazilian northeast. This species is very versatile in terms of adaptability and plays a fundamental role in the maintenance of the shrubby coastal vegetation. However, this species is best-known because its medicinal properties that are attributed to specialized metabolites with known biological activities present in their leaves and fruits. E. uniflora is a fascinating reservoir of germplasm biodiversity and has great potential as a source of genes for plant breeding. Therefore, understanding the mechanisms conferring stress tolerance will be very useful. In this sense, the objective of this work is to identify sncRNAs (miRNAs and tRFs) by bioinformatic tools and to analyze their expression pattern under stress conditions as well as the genes involved in that response. In chapter 1, DNA, small RNA (sRNA) and RNAseq libraries from leaves were used to identify pre-miRNAs, mature miRNAs and potential targets of these miRNAs, respectively. De novo assembly of the genome identified 38 conserved miRNAs and 28 novel miRNAs. After evaluating their expression pattern, 11 11 conserved miRNAs, including miR156 and miR170, showed significant variation in the natural (restinga habitat) and PEG induced stress. Most of them were previously reported in stress processes. 14 novel miRNAs were evaluated in different tissues of pitanga showing significant variation in the expression pattern. The targets of the last miRNAs were predicted and validated by RT-qPCR. They were transcription factor genes and other genes such as transferases or ATPases and showed the expected opposite pattern to miRNA expression. In Chapter 2, the same libraries were used to identify conserved tRFs in the Myrtaceae family. To do this, the tRNAs of Eucalyptus grandis and E. uniflora were annotated and sRNAs mapped into them. 479 tRFs were identified in pitanga with predominance of those with 18 nucleotide length. 11 conserved tRFs in both species, as well as their targets, were evaluated under saline and drought stress conditions showing significant differences depending on the stress type. The targets were genes previously involved in saline and drought stress for other species. The present work shows strong evidences of the involvement of the miRNAs in the development and stress, as well as the tRFs in the tolerance to drought and saline stress of E. uniflora. In addition, the data could be used in more detailed functional studies that will serve to corroborate and better understand the mechanism of tolerance present in this important plant.

A ascorbato peroxidase (APX) é uma das principais enzimas do sistema de detoxificação de espécies reativas de oxigênio (ERO) em plantas, catalisando a conversão do peróxido de hidrogênio em água usando o ascorbato como doador de elétrons. No arroz, oito genes codificam APX. O presente estudo teve como objetivo avaliar o papel das enzimas de APXs em arroz, através da determinação das localizações subcelulares das diferentes isoformas, do estudo da expressão gênica e da caracterização detalhada do efeito do silenciamento das isoformas cloroplastídicas (chlAPXs) no metabolismo da planta, em condições normais e na resposta à estresses abióticos. A expressão diferencial das diferentes isoformas de APXs em condições de estresses abióticos varia entre as espécies e com a intensidade e duração do estresse. A localização subcelular de OsAPX1 e OsAPX2 no citosol, OsAPX3 e OsAPX4 nos peroxissomos, OsAPX5 no cloroplasto/mitocôndria, OsAPX6 na mitocôndria e OsAPX7 no cloroplasto foram confirmadas em protoplastos de arroz. Plantas duplamente silenciadas para os genes OsAPX7/OsAPX8 não apresentam alterações fenotípicas, no entanto possuem alterações no metabolismo antioxidante sob condições normais de crescimento. Análises proteômicas dessas plantas revelaram que várias rotas importantes foram afetadas, especialmente proteínas envolvidas com processos fotossintéticos. Plantas silenciadas submetidas a estresse de alta luz (HL) e metil viologênio (MV) mostraram que as chlAPXs são importantes na proteção antioxidante em arroz. Alterações como fotodanos, fotoinibição e bloqueio do transporte de elétrons foram observadas nas plantas silenciadas submetidas a estresses abióticos, gerando grandes distúrbios na atividade fotoquímica. No entanto, sob alta luz as chlAPXs parecem não serem essenciais para a proteção de fotodanos, fotoinibição e danos oxidativos dirigidos pela alta luz no fotossistema II. Plantas silenciadas e não-transformadas (NT) exibem diferenças na fotossíntese sob condições normais de crescimento, bem como quando submetidas a estresses abióticos. / Ascorbate peroxidase (APX) is a major enzyme of the Reactive Oxygen Species (ROS) detoxification system in plants, catalyzing the conversion of hydrogen peroxide into water using ascorbate as electron donor. In rice eight genes encode APX. This study aimed to evaluate the role of APX enzymes in rice, through subcellular localization of the different isoforms, the study of gene expression and detailed characterization of chloroplastic APXs (chlAPXs) silencing in plant metabolism under normal conditions and in response to abiotic stresses. The differential expression of the different isoforms of APXs under abiotic stress conditions varies among species, and depends on the intensity and duration of stress. The subcellular localization of OsAPX1 and OsAPX2 in cytosol, OsAPX3 and OsAPX4 in peroxisomes, OsAPX5 in cloroplast/mitochondria, OsAPX6 in mitochondria and OsAPX7 in chloroplast were confirmed in rice protoplasts. Double silenced plants in OsAPX7/OsAPX8 genes did not show phenotypic changes; however presented alterations in the antioxidant metabolism under normal growth conditions. Proteomic analysis revealed that in theses plants several important pathways were affected, especially proteins involved with photosynthetic process. Silenced plants subjected to high light (HL) and methyl viologen (MV) stresses show that the chlAPXs are important in the antioxidant protection in rice. Alterations such photodamage, photoinhibition and obstruction of the electron transport were observed in silenced plants subjected to abiotic stresses, generating great disturbances in photochemical activity. However, under high light the chlAPXs appear not be essential to the protection of photodamage, photoinhibition and oxidative damage triggered by HL in photosystem II (PSII). Silenced and non-transformed (NT) plants exhibit differences in photosynthesis under normal growth conditions, as well as, when subjected to abiotic stress.

Submitted by Maria Beatriz Vieira (mbeatriz.vieira@gmail.com) on 2017-09-04T16:11:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_artur_teixeira_de_araujo_junior.pdf: 4199632 bytes, checksum: 44a44ef2a7651d5631681eff2cfb2af4 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-09-13T17:57:12Z (GMT) No. of bitstreams: 2 dissertacao_artur_teixeira_de_araujo_junior.pdf: 4199632 bytes, checksum: 44a44ef2a7651d5631681eff2cfb2af4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-09-13T17:57:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 dissertacao_artur_teixeira_de_araujo_junior.pdf: 4199632 bytes, checksum: 44a44ef2a7651d5631681eff2cfb2af4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T17:57:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 dissertacao_artur_teixeira_de_araujo_junior.pdf: 4199632 bytes, checksum: 44a44ef2a7651d5631681eff2cfb2af4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-02-23 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS / O ferro (Fe) é um nutriente essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas. Contudo, a disponibilidade deste elemento varia devido às condições do solo e sistema de cultivo. Tanto a absorção excessiva quanto a deficiência deste elemento pode afetar as plantas ocasionando a perda da produtividade. No Rio Grande do Sul, problemas provenientes do excesso de ferro já foram relatados, sendo que o uso de cultivares tolerantes torna-se uma importante estratégia para solucionar este problema. Desta forma, quanto mais informações a respeito dos mecanismos que conferem essa tolerância nas plantas forem adquiridos, mais fácil fica sua aplicação nos programas de melhoramento. O objetivo desta dissertação foi estudar o transcriptoma de uma cultivar brasileira de arroz caracterizada como tolerante ao excesso de ferro (BRS Querência). Para isso, as plantas foram submetida à condição de estresse (300 mg L-1 Fe+2) no estádio V3 por 24 horas, o RNA das folhas foram extraídos e sequenciados pelo tecnologia de RNA-Seq. Tal estudo foi dividido nos seguintes capítulos: I) Lidando com o metabolismo de ferro no arroz: a partir do melhoramento visando a tolerância ao estresse até a biofortificação (Artigo de revisão submetido à revista Genetics and Molecular Biology); II) Perfil transcricional do amplo-genoma de arroz revela novos genes envolvidos na tolerância ao excesso de ferro (Artigo com provável submissão à revista The Plant Genome); III) Resposta ao estresse de plantas: o papel de splicing alternativo (Artigo com provável submissão à revista Genome); IV) A busca por arroz mais tolerante: como altas concentrações de ferro afetam o splicing alternativo? (Artigo aceito na revista Transcriptomics: Open Access). O estudo possibilitou a identificação de vários genes diferencialmente expressos, dentre esses pode-se destacar a ativação de genes que codificam para as proteínas responsáveis pela homeostase de ferro (transporte e armazenagem), para as proteínas de choque térmico e as proteínas do fotossistema II. Além disso, temos em destaque a repressão dos genes que codificam proteínas do metabolismo hormonal e de sinalização. A análise do splicing alternativo proporcionou a identificação da mudança do perfil de splicing na célula sobre a condição de estresse, tendo uma redução tanto da quantidade dos sítios de junção quanto do número de eventos. Os resultados obtidos representam um importante passo para o entendimento das estratégias de tolerância desempenhada por esta cultivar, auxiliando na identificação de possíveis genes alvos para serem utilizados pelos programas de melhoramento genético. / Iron (Fe) is an essential nutrient for the growth and development of plants. However, the availability of this element varies due to ground conditions and cropping system. Either the excessive absorption or the deficiency of this element may cause toxicity in plants leading to a loss of the productivity. In Rio Grande do Sul, problems from the excess of iron have been reported, and the use of tolerant cultivars becomes an important strategy to address this issue. Thus, the more information regarding the mechanisms that confer this tolerance in plants is known, the easier their application in breeding programs becomes. The aim of this work was to study the transcriptome of a Brazilian rice cultivar characterized as tolerant to excess of iron (BRS Querência). For this, the plants were submitted to stress conditions (300 mg L-1 Fe+2) in the V3 stage for 24 hours, the RNA of the leaves was extracted and sequenced by RNA-Seq technology. Such a study was divided into the following chapters: I) Dealing with iron metabolism in rice: from breeding aiming at stress tolerance to biofortification (Review article submitted to the Genetics and Molecular Biology); II) Genome-wide transcriptional profile of rice reveals new genes involved in tolerance to iron (Article probable submission to the The Plant Genome); III) Stress response of plants: the role of alternative splicing (Review article probable submission to the Genome); IV) The search for more tolerant rice: how high concentrations of iron affect the alternative splicing? (Article accepted by Transcriptomics: Open Access). The study enabled the identification of several differentially expressed genes. Among these, we highlight the activation of genes encoding proteins responsible for iron homeostasis (transport and storage) the heat shock proteins and proteins of photosystem II. Furthermore, we have highlighted the repression of genes encoding the hormone metabolism and signaling proteins. The alternative splicing analysis provided the identification of a profile change in the cell on stress condition, having reduction in the quantity of the junction sites as well as in the number of events. The results represent an important step in the understanding of tolerance strategies performed by this cultivar, assisting in the identification of potential target genes for use by breeding programs.

Submitted by Francisco Bruno Ferreira de Sousa (francisco.f.sousa@unesp.br) on 2018-09-11T18:38:24Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - ok !!!!.pdf: 1600959 bytes, checksum: baabae625aae70729fc1b65b5a271253 (MD5) / Approved for entry into archive by Neli Silvia Pereira null (nelisps@fcav.unesp.br) on 2018-09-12T17:44:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sousa_fbf_me_jabo.pdf: 1600959 bytes, checksum: baabae625aae70729fc1b65b5a271253 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-12T17:44:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sousa_fbf_me_jabo.pdf: 1600959 bytes, checksum: baabae625aae70729fc1b65b5a271253 (MD5) Previous issue date: 2018-08-02 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Pesquisas científicas focadas em identificar genótipos tolerantes a estresse abiótico são altamente desejáveis, pois, o uso desses genótipos diretamente no campo, ou indiretamente em processos de melhoramento genético, permite reduzir custos de manejo do solo, da cultura e perdas de produtividade. O objetivo desse trabalho foi determinar a tolerância de 24 genótipos de cana-de-açúcar sob elevados teores de Al3+ e Mn2+, associado a baixa disponibilidade de nutrientes. Para trabalhar com elevado número de unidades experimentais, um novo sistema de hidroponia foi adaptado e testado neste trabalho. O ensaio foi instalado e conduzido em casa de vegetação em delineamento inteiramente casualizado, num esquema fatorial 24x2, correspondendo a 24 genótipos, dois tratamentos (com e sem estresse), com quatro repetições, totalizando 192 unidades experimentais. No tratamento sem estresse, as plantas foram cultivadas em solução nutritiva completa e no tratamento com estresse foi utilizada a mesma solução nutritiva com elevada acidez (4,0 ± 0,1) e com apenas 5% da sua concentração original, além da elevada concentração de alumínio (60 mg L-1) e manganês (700 mg L-1) ambos na forma de cloreto. Os genótipos RB966928, RB855443, IACSP96-3060, SP81-3250, RB867515, CTC 21, RB965902 e IAC91-1099 foram os que tiveram suas características biométricas menos afetadas pelo estresse proposto e consequentemente foram considerados os mais tolerantes. Por outro lado, os genótipos RB965917, CTC 15, CTC17, RB855536, CTC 2, CTC 20 e CTC99-1906 foram os mais sensíveis ao estresse. Entre as variáveis o sistema radicular foi o mais afetado pelo estresse sendo que a maioria dos genótipos apresentaram mais de 70% de redução da biomassa da raiz. E não houve relação entre o nível de tolerância dos genótipos com os ciclos de maturação precoce, médio e tardio. / The scientific research focused on identifying and understanding abiotic stress-tolerant genotypes is highly desirable since their use directly in the field or indirectly in breeding processes may reduce costs of soil and crop management and productivity losses. This aim of this study was to determine the tolerance of 24 sugarcane genotypes under high contents of Al3+ and Mn2+ associated with the low availability of nutrients. In order to work with a great number of experimental unities, a new way of hidroponic method was adapted and tested in this research. The experiment was carried out in a greenhouse in a completely randomized design, in a 24 × 2 factorial scheme, consisting of 24 genotypes, two treatments (with and without stress), and four replications, totaling 192 experimental units. In the treatments without stress, plants were grown in a complete nutrient solution whereas in the treatments with stress, a nutrient solution with a high acidity (4.0 ± 0.1) and only 5% of its original concentration, as well as a high concentration of aluminum (60 mg L-1 ) and manganese (700 mg L-1 ), was used, both in the form of chloride. The genotypes RB966928, RB855443, IACSP96-3060, SP81-3250, RB867515, CTC 21, RB965902 and IAC91- 1099 were those that had their biometric characteristics less affected by the proposed stress and consequently were considered the most tolerant. genotypes RB965917, CTC 15, CTC17, RB855536, CTC 2, CTC 20, and CTC99-1906 were identified as the most sensitive to stress. Among the variables, the root system was the most affected by stress, with most genotypes showing more than 70% reduction in root biomass. And there was no relationship between the tolerance level of the genotypes with the cycles of early, middle and late maturation. / 132509/2017-2

Submitted by Gustavo Caixeta (gucaixeta@gmail.com) on 2017-03-06T18:13:06Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 391609 bytes, checksum: 827c54a2f79546afffd9ac3ddb0515ee (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T18:13:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 391609 bytes, checksum: 827c54a2f79546afffd9ac3ddb0515ee (MD5) Previous issue date: 2016-09-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A economia de fertilizantes fosfatados, de modo particular em solos tropicais, passa pela utilização de genótipos de plantas com maior eficiência de uso de fósforo (P). Os objetivos deste trabalho foram identificar genótipos de soja eficientes no uso de P, identificar a importância relativa dos componentes da eficiência de uso de P (EUP) para baixa e alta disponibilidade de P no solo e avaliar a diversidade genética entre os genótipos com base em características relacionadas com EUP. Foram utilizados vinte e sete genótipos de soja avaliados em duas condições contrastantes na disponibilidade de P (baixa e alta disponibilidade). Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial com quatro repetições. As eficiências de uso (EUP), absorção (EAP) e utilização (EUtP) foram mensuradas, bem como as seguintes características relacionadas às mesmas: crescimento diário (CD), matéria fresca de parte aérea (MFPA), de raiz (MFR), e total (MFT), matéria seca de parte aérea (MSPA), de raiz (MSR) e total (MST), volume de raíz (VR), relação parte aérea/raíz (RPAR). Nesse trabalho foi detectada interação, genótipos x níveis de P, significativa, e o desdobramento para cada ambiente (baixo e alto nível de P) indicou a existência de variabilidade entre genótipos. Em condições de baixa disponibilidade de P, verificou-se que os valores de eficiência de uso são maximizados para genótipos de soja. Principalmente nesse ambiente, a eficiência de utilização foi o componente mais importante da eficiência de uso de P. Na condição de alta disponibilidade de P, o genótipo de soja NS7505IPRO destacou-se como eficiente no uso de P, enquanto que na condição de baixa disponibilidade, destacaram-se os genótipos AS3680IPRO e M7110IPRO. Os genótipos eficientes no uso de P na condição de baixa disponibilidade, AS3680IPRO e M7110IPRO, podem ser utilizados para geração de populações segregantes com uma elevada frequência de genes favoráveis à eficiência de uso de P. / The economy of phosphate fertilizers, particularly in tropical soils, involves the use of plant genotypes with higher phosphorus (P) use efficiency. The objectives of this study were to identify efficient soybean genotypes in P use, identify the relative importance of the P use efficiency (PUE) components for low and high availability of P in the soil and the genetic diversity among genotypes based on characteristics related to PUE. Twenty seven soybean genotypes used were evaluated in two contrasting conditions in the P availability (low and high availability). A completely randomized design in a factorial design, with four replications, was used. Use efficiency (PUE), absorption (PAE) and use (PUtE) were measured and the following characteristics related to the same: daily growth (DG), shoot fresh weight (SFW), root fresh weight (RFW) and total plant fresh weight (TFW), shoot dry weight (SDW), root dry weight (RDW) and total plant dry weight (TDW), root volume (RV), shoot-to-root ratio (RSR). In this work, was detected interaction genotype x P levels, significant, and the split for each environment (low and high P) indicated the existence of variability among genotypes. In low P condition, was found that the use efficiency values are maximized for soybean genotypes. Especially in this environment, PUtE was the most important component of PUE. In high P condition, the availability the soybean genotype NS7505IPRO stood out as efficient in the use of P, while in the low availability condition, stood out the AS3680IPRO and M7110IPRO genotypes. The efficient use of P genotypes in the low availability condition, and AS3680IPRO M7110IPRO can be used to generate segregating populations with a high frequency of favorable genes of PUE.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-08-22T17:21:48Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 730467 bytes, checksum: e44535c0266d0e38f30c95a7b0afa815 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-22T17:21:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 730467 bytes, checksum: e44535c0266d0e38f30c95a7b0afa815 (MD5) Previous issue date: 2016-04-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho é abordado a importância dos transportadores de adenilatos no metabolismo vegetal sob condições de estresse por meio de análises de expressão in silico e em plantas deficientes no transportador ADNT1 sob condições de hipóxia. A análise de expressão gênica in silico revelou aumento na expressão de dois transportadores principalmente, AAC3 que transporta ATP mitocondrial em troca de ADP citosólico na membrana interna da mitocôndria e ATPNC2 que transporta ATP citosólico em troca de ADP peroxissomal em diferentes situações de estresse (osmótico, UV-B, calor, salinidade, injúria, seca e frio), sendo os únicos transportadores a apresentarem aumento na expressão tanto na parte aérea quanto em raiz. A análise de coexpressão revelou que em condições de estresse o transportador AAC3 é coexpresso com diversos genes envolvidos com a degradação de proteínas e genes de respostas a estresse. Outros dois transportadores que foram coexpressos com um número considerável de genes sob condições de estresse, foram o transportador ATBT1 e o transportador ATPNC1, ambos foram coexpressos com 118 genes cada (r 0.65). Nota-se que o transportador ATBT1 foi coexpresso principalmente com genes envolvidos com a síntese de proteína e genes envolvidos com a regulação transcricional, processamento e degradação de RNA. Do mesmo modo, o transportador ATPNC1, foi co-expresso com genes envolvidos em diferentes processos metabólicos, com destaque para degradação de proteínas e metabolismo de aminoácidos, que podem ser utilizados como substratos alternativos para produção de ATP. Quanto ao ADNT1 observou- se que as plantas deficientes no transportador apresentaram um menor teor de amido ao final do estresse por hipóxia, indicando que o transportador ADNT1 é importante no metabolismo do carbono. Adicionalmente foi observado a importância do transportador ADNT1 em tecidos heterotróficos, verificou-se que este tem participação direta na germinação e crescimento radicular. / This paper discussed the importance of adenylates transporters in plant metabolism under stress conditions through in silico expression analysis and deficient plants in ADNT1 carrier under hypoxic conditions.Gene expression in silico analysis revealed increased expression of two conveyors mainly AAC3 carrying mitochondrial ATP exchange ADP cytosolic the inner membrane of mitochondria and ATPNC2 carrying ATP cytosolic in exchange for ADP peroxisomal in different stress situations (osmotic, UV-B, heat, salinity, injury, drought and cold), and the only carriers to submit increased expression both in the shoot and in the root. The coexpression analysis revealed that under stress conditions the AAC3 carrier is coexpressed with several genes involved in the degradation of proteins and gene responses to stress. Two other carriers that were co-expressed with a considerable number of genes under stress conditions, were the carrier ATBT1 and ATPNC1 carrier, both were co-expressed 118 genes each (r 0.65). Note that if the carrier was coexpressed ATBT1 mainly genes involved in protein synthesis and genes involved in transcriptional regulation, RNA processing and degradation. Similarly, the carrier ATPNC1, was co-expressed with genes involved in various metabolic processes, particularly protein degradation and metabolism of amino acids which can be used as alternative substrates for ATP production. As to ADNT1 it was observed that the plants deficient in the carrier had a lower starch content at the end of the hypoxic stress, indicating that the ADNT1 carrier is important in carbon metabolism. In addition it was observed the importance of ADNT1 carrier in heterotrophic tissues, it has been found that this has a direct interest in germination and root growth. / Não foi localizado o currículo lattes do autor.