As plantas são organismos sésseis que continuamente enfrentam situações ambientais adversas, o que acarreta em reduções significativas da biomassa e da produtividade. O trabalho, aqui exposto, teve como objetivo avaliar o papel dos fatores de transcrição ASR (do ingles ABA, stress and ripening) na resposta a estresses abióticos em plantas de arroz. Também teve como objetivo avaliar as respostas de plantas de Arabidopsis thaliana ao estresse produzido nos momentos iniciais da exposição ao metal alumínio. O capítulo 1 da presente tese, compara a expressão de miRNAs entre plantas silenciadas para o gene ASR5 (ASR5_RNAi) e plantas não transformadas (controle). De um total de 279 miRNAs maduros identificados, distribuídos em 60 famílias, 159 foram diferencialmente expressos quando as duas bibliotecas foram comparadas. Uma correlação negativa entre o MIR167 e seu gene alvo (LOC_Os07g29820) também foi confirmada por PCR em tempo real. Este é o primeiro trabalho sugerindo o envolvimento das proteínas ASR na regulação da expressão de miRNAs em planta. O segundo capítulo apresenta o estudo das proteínas ASR na manutenção da homeostase do pH em plantas de arroz. Verificou-se uma diminuição do crescimento radicular em plantas silenciadas em solução ácida, quando comparadas com plantas não transformadas nas mesmas condições. Também foi analisada a viabilidade da ponta de raízes quanto ao dano causado pelo baixo pH e diferentes concentrações de Ca+2, demonstrando que a adição de CaCl2 é capaz de aliviar o efeito tóxico do excesso de protons H+. Diversos genes reprimidos nas plantas silenciadas e envolvidos no mecanismo de manutenção do pH em células vegetais, também foram investigados. O terceiro e último capítulo é dedicado ao estudo da resposta inicial de plantas de Arabidopsis thaliana ao estresse por alumínio. Plantas com 7 dias de idade foram expostas a uma concentração de 25 μM de AlCl3 durante 3 horas e modificações na abundância de proteínas foi investigada com a técnica de espectrometria de massa. Um total de 3.213 proteínas foram identificadas, sendo que destas, 293 apresentaram variação no nível de expressão. Diversas proteínas com expressão induzida são funcionalmente associadas com a detoxificação de espécies reativas de oxigênio (ROS), indicando que o tratamento ocasionou estresse oxidativo nas raízes de A. thaliana. Também foram identificadas uma proteína mitocondrial carreadora de substrato e uma acyl-CoA oxidase com possível papel nos mecanismos de defesa em resposta a alumínio e com potencial para futuros estudos funcionais na planta modelo. De uma maneira geral, os resultados aqui apresentados mostram, pela primeira vez, que ASR5 está envolvida na regulação de miRNAs e na homeostase do pH em plantas de arroz, além de identificar proteínas responsivas ao estresse por alumínio em A. thaliana. / Plants are sessile organisms that continuously face adverse environmental situations, leading to a significant reduction in biomass and yield. The aim of the present work was to further study the ASR (ABA, stress and ripening) transcription factors in rice plants. Moreover, the responses of Arabidopsis thaliana to aluminum stress were also analyzed. The chapter 1 of this thesis compares the expression of mature miRNAs in the ASR5 silenced plants (ASR5_RNAi) and in non-transformed plants (control). From a total of 279 mature miRNA of 60 families, 159 were differentially expressed. A negative correlation of MIR167 and its target gene (LOC_Os07g29820) was also confirmed by real time RT-qPCR. This is the first report showing the involvement of ASR proteins in miRNA gene expression regulation. The second chapter presents the study of participation of ASR proteins in the maintenance of pH homeostasis in rice plants. The evaluation of root growth in ASR5_RNAi plants upon acid solution showed inhibition of root growth when compared to non-transformed plants in the same condition. Root tip feasibility and damage caused by low pH and different concentrations of Ca+2 was also analyzed. The results indicate that addition of CaCl2 is capable of alleviating the toxic effects of H+ protons. Several genes downregulated in silenced plants and involved in pH maintenance in plant cells have also been investigated. This work demonstrates the importance of ASR transcription factors in a biological process not yet described. The third and final chapter describes the study of the initial response of Arabidopsis thaliana to aluminum stress. Seven-day old seedlings were treated with 25 μM AlCl3 for 3 hours and submitted to quantitative analyses by mass spectrometry. A total of 3,213 proteins were identified, from which 293 proteins were differentially responsive upon aluminum treatment. Several proteins with increased expression in response to the treatment are functionally associated with reactive oxygen species (ROS), indicating that the Al3+ exposure caused oxidative stress in the roots of A. thaliana. A mitochondrial substrate carrier (At1g78180) and an acyl-CoA oxidase (At3g51840) with a putative role in Al defense were also up-regulated and constitute interesting targets for functional studies of aluminum toxicity in the model plant. Overall, the results here presented show for the first time that ASR5 is involved in miRNA and pH homeostases regulation in rice plants and also identify proteins responsive to aluminum stress in A. thaliana.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-04-28Bitstream added on 2014-06-13T21:06:43Z : No. of bitstreams: 1 carlin_sd_dr_jabo.pdf: 560339 bytes, checksum: 8b2e1669f83b62325f0519f3baf373d4 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No presente trabalho foi verificado o ajuste osmótico no crescimento inicial de cana-de-açúcar, cv. IAC91-5155, sob efeito da interação dos estresses hídrico e ácido no solo. Para tanto, foram quantificados os teores de três solutos compatíveis, prolina, glicina betaína e trealose. Também foi estudada a atividade da nitrato redutase e os teores de clorofilas. O estudo de todas estas variáveis teve por objetivo propor a utilização destes compostos como indicadores fisiológicos de aclimatação da cana-deaçúcar sob efeito da interação de ambos os estresses. O experimento foi realizado em casa de vegetação com 29,7±4,3oC e 75±10 UR%. Foram utilizados três tratamentos de disponibilidade hídrica (capacidade de campo, CC): controle (70%), estresse moderado (55%) e estresse severo (40%) e três tratamentos de acidez no solo (saturação por bases, V%): controle (55%), média acidez (33%) e alta acidez (23%). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados em esquema fatorial 3x3, com quatro repetições. Após 60 dias sob estresses foram determinados os teores dos solutos compatíveis, a atividade da nitrato redutase e os teores das clorofilas. Os resultados mostram que houve acúmulo dos três solutos compatíveis evidenciando que ocorreu ajuste osmótico. Prolina e glicina betaína são indicadores fisiológicos do efeito da interação de ambos os estresses enquanto trealose é indicadora apenas para o estresse hídrico. Também, a atividade da nitrato redutase pode ser utilizada como indicador do estresse hídrico e os teores das clorofilas a, b e total para os estresses hídrico ou ácido. A massa de matéria seca da parte aérea, o número de folhas e a área foliar das plantas jovens de cana-de-açúcar, ajustadas osmoticamente, são reduzidos pelos estresses. Os efeitos interativos de ambos... / In this present work was verified the osmotic adjustment in the initial plant growth sugarcane cv. IAC91-5155 under interaction effect of water and acid stress in the soil. For this, were quantified three compatible solutes content, as follows: proline, glycine betaine and trehalose. It was verified also the nitrate reductase activity as well the chlorophyll content. The study of all parameters aimed to propose the use components as physiological indicators to acclimation of sugarcane plants under interaction the both stress. The experiment was carried out in a greenhouse under 29.7±4.3oC and 75±10%. Three water availability treatments (Field Capacity – FC%): control (70%), moderate stress (55%), and extreme stress (40%) and three soil acidification treatment (Base Saturation – BS%): control (55%), average acidity (33%), and high acidity (23%) were used. The experimental design used was the randomized blocks in a 3x3 factorial scheme and four replicates. After sixty days under stress were determined compatible solutes, nitrate reductase and chlorophyll content. Our results showed that there was the accumulation of three compatible solutes exhibiting osmotic adjustment. Glycine betaine and proline are both physiologic indicators of stresses interaction effect whereas trehalose indicates only water stress. The nitrate reductase activity can be used as water stress indicator and chlorophylls a, b and total are indicators to water or acid stress. The dry mass of shoot part, leaves number and leaf area are significantly reduced by stress in young sugarcane plants adjusted osmotically. The interaction of stresses cause decrease of dry mass while water stress reduces leaves number and leaf area.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-07-25Bitstream added on 2014-06-13T20:08:45Z : No. of bitstreams: 1 rhein_afl_me_jabo.pdf: 308367 bytes, checksum: de8b1088481af03e96f1353c48b63cbf (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No presente trabalho verificou-se a atividade da redutase do nitrato, o acúmulo de prolina livre e o crescimento inicial em raízes de cana-de-açúcar, cv. IAC91-5155, considerada tolerante à seca, sob interação dos estresses hídrico e ácido no solo. O estudo teve o intuito de propor a utilização destes compostos como indicadores bioquímico-fisiológicos, para aferir o grau de tolerância em plantas jovens de cana-de-açúcar cultivadas sob efeito dos estresses associados. Aos 30 dias de idade, as mudas, originadas da brotação de gemas, foram transferidas para vasos com 12 dm3 de Latossolo Vermelho distrófico e submetidas à associação de três tratamentos de disponibilidade hídrica: sem estresse (70%), estresse moderado (55%) e estresse severo (40%), de acordo com a capacidade de campo, e três níveis de acidez no solo: sem estresse (55%), estresse moderado (33%) e estresse severo (23%), considerando-se o índice de saturação por bases. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 3x3, com quatro repetições. Aos 60 dias sob associação dos estresses foram determinados os teores de prolina livre, a atividade da redutase do nitrato e o crescimento inicial do sistema radicular de plantas jovens de cana-de-açúcar. Pelos resultados obtidos evidenciou-se que a redução da atividade da redutase do nitrato ocorreu em moderada acidez e restrição hídrica associadas à severidade dos estresses. O acúmulo de prolina livre pode ser considerado indicador fisiológico em plantas jovens de cana-de-açúcar, cv. IAC91-5155, sob condições severas de disponibilidade hídrica e acidez do solo. A deficiência hídrica reduziu o crescimento das raízes. / In the present work it was observed the nitrate reductase activity, the accumulation of free proline, and the sugarcane cv. IAC91-5155 roots initial growth, under interaction between the water and acid stress in soil. The study reasoning was to propose the use of these compounds as biochemical-physiological indicators, so as to detect the tolerance level of sugarcane seedlings grown under the effect of the stress factors. After 30 days the seedlings, originated from the shoot sprouting, were transferred to pots with 12 dm3 of dystrophic Red Latosol and submitted to three treatments of water availability: no stress (70%), moderate stress (55%) and severe stress (40%), in accordance with field capacity and three acidity treatments: no stress (55%), moderate stress (33%) and severe stress (23%), considering the base saturation index. The experimental design was in randomized blocks under factorial scheme of 3x3, with four replicates. After 60 days under the stress association, the levels of free proline, the nitrate reductase activity and the growth of the sugarcane roots system were evaluated. The results indicate that the reduction of the nitrate reductase activity took place under moderate levels of acidity and water restriction associated to the stress intensities. The accumulation of free proline can be considered as a biochemicalphysiological indicator for sugarcane cv. IAC91-5155 seedlings, when under the interaction of soil severe stress conditions. The water deficiency reduced the roots growth.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 289132 bytes, checksum: 74e110bc985b149f74592a1fcdd77125 (MD5) Previous issue date: 2007-08-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Aluminum (Al) toxicity is one of the major constraints for agriculture on acid soils, which occupy large regions of the world s agricultural area. At low pH values associated with these soils Al3+ is solubilized into soil solution and is toxic to plants inhibiting root growth and crop yield. Cultivars genetically adapted to acid soils may offer an environmental compatible solution. The aims of this work were (1) to estimate parameters and genetics gains in three cycles of divergent selection to aluminum tolerance and (2) to identify changes in allelic frequencies at five loci near a QTL in chromosome 5 of maize that explain 13% of the Al tolerance. The phenotypic index employed was relative seminal root length (CLR) obtained from nutrient solution. Simple sequence repeats (SSR) were used to detect linkage disequilibrium between marker and QTL. An expressive genetic gain of 49,15% was observed from base population to first generation. This evidence is characteristic from traits that have oligogenic inheritance. Shifts in allelic frequencies in 4 loci in first generation and in all loci, in second generation were exclusively due to effects of genetic drift. / A toxicidade ao alumínio (Al) é um dos maiores problemas para a agricultura em solos ácidos, que ocupam grandes áreas agricultáveis no mundo. Em condições de baixo pH associado a estes solos, o Al3+ é solubilizado e se torna tóxico para as plantas, inibindo o crescimento de suas raízes e comprometendo a produtividade das culturas. Genótipos adaptados aos solos ácidos podem oferecer uma solução sustentável a este problema. Os objetivos deste trabalho foram (1) estimar parâmetros e ganhos genéticos obtidos ao longo de três ciclos de seleção divergente para a tolerância e (2) identificar alterações nas freqüências alélicas em cinco locos próximos a um QTL no cromossomo 5 do milho que explica 13% da tolerância ao Al. O índice fenotípico empregado, foi o Crescimento Liquido Relativo (CLR) obtido a partir do cultivo em solução nutritiva. Marcadores microssatélites (SSR) foram utilizados para detectar desequilíbrio de ligação entre as marcas e o QTL. Ocorreu um ganho genético expressivo da população base à primeira geração de 49,15%, diminuindo drasticamente para os ciclos posteriores. Tal evidência é patente de caráter de herança oligogênica. Variações nas freqüências alélicas em 4 locos, na primeira geração, e em todos os locos, na segunda geração, foram explicadas exclusivamente pela deriva genética.

Submitted by Renata Bruna dos Santos Coscolin null (rbscoscolin@fca.unesp.br) on 2017-01-16T22:27:20Z No. of bitstreams: 1 definitivo tese 8_VF_Completa.pdf: 3379003 bytes, checksum: 659bf515460d03427a658914feaa471a (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-01-19T18:33:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 coscolim_rbs_dr_bot.pdf: 3379003 bytes, checksum: 659bf515460d03427a658914feaa471a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-19T18:33:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 coscolim_rbs_dr_bot.pdf: 3379003 bytes, checksum: 659bf515460d03427a658914feaa471a (MD5) Previous issue date: 2016-11-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O amendoim é uma cultura de interesse econômico para o estado de São Paulo, principalmente para renovação de canaviais e pastagens na região oeste do estado. Nesta região, os crescentes custos de produção do amendoim acompanhados por baixo rendimento por área devido à suscetibilidade às variações climáticas são influências negativas e contribuem para desestimular a produção dessa cultura. Nesse âmbito, a associação com fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) e suplementação com bioestimulante a base de extrato solúvel de algas (Ascophyllum nodosum) (ESA) podem promover melhorias no crescimento e desenvolvimento da planta, além de atenuarem os efeitos negativos provocados pela deficiência hídrica. As plantas foram cultivadas em estufa agrícola, com monitoramento das relações hídricas além do estudo de trocas gasosas, análise de crescimento, análises microbiológicas e de produção, bem como das respostas metabólicas das plantas em função dos tratamentos. A presente pesquisa valida os benefícios para a cultura do amendoim quando em associação com os FMAs e / ou com a suplementação com o ESA, pois além de incrementarem o crescimento e taxa de assimilação líquida de carbono nas plantas em condições hidratadas, mantiveram o status hídrico das plantas e proveram também o acionamento de enzimas do complexo antioxidativo nas plantas em condições de deficiência hídrica moderada e severa. / Water is essential element for plant development and its absence or deficiency induces physiological changes with severe consequences for productivity. Peanut is a culture of economic interest to the State of São Paulo especially in the western region. In this region, the increasing of production costs in peanuts is associate by low yield due to susceptibility to climate variations, such as dry seasons. They are negative influences and do not contribute to production in that crop. In this context, the association with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and supplementation with biostimulant based on soluble algal extract (Ascophyllum nodosum) (ESA) can promote improvements in plant growth and development, as well as attenuate the negative effects caused by water deficiency. The plants grown in a greenhouse with monitoring of water relations in addition to the study of gas exchange parameters, growth analysis, microbiological analysis, production, and metabolic responses of plants in the treatments. The present study validates the benefits for peanut cultivation with fungus and/or seaweed extract supplementation. Plants under hydrated conditions had better performance in growth and carbon assimilation rate and under conditions of moderate and severe water deficiency.of, they maintained water status of the plants and also provided the activation of enzymes of the antioxidative complex. / CNPq: 141167/2014-9

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:44:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV11MA085.pdf: 493291 bytes, checksum: 443e42428e01544f934f2dba907346aa (MD5) Previous issue date: 2011-07-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The bean is of the great importance in Brazil, and consumed in all states of the country. Its growing occur in virtually every month of the year, which affects a variety of weather conditions. In the Santa Catarina plateau, the stress by low temperatures in the period after sowing, affects drastically the crop, making the startup of the plant causing losses to farmers. When sowing in conditions of stress, the seeds of many genotypes deteriorate and do not develops a plant. However, seeds of other genotypes have the ability to produce uniform plants. This ability is due to a set of genes, which when subjected to an adverse environment, it expresses and confers tolerance to the plant, making the genotype that carriers these genes, a valuable source for breeding programs. The identification of these genotypes, as well as the mining of these genes that confer this phenotype, are essential for adaptation of the bean to cold regions. For this, a modern technique of isolation of genes expressed in a particular situation, the Suppressive Subtractive Hybridization Followed by PCR (SSH), can help in this search. Therefore, this project had the purpose of submitting bean genotypes for low temperature stress, break them into tolerant and sensitive, and then unravel the genes differentially expressed in contrasting genotypes by sequencing cDNA libraries. Initially bean genotypes were subjected to germination on the temperatures of 10 0C and 25 0C in a randomized block experimental design with three replications. They were then evaluated according to the index of the germination velocity, length of the aerial parts and the roots, fresh weight of the aerial parts and the roots, and dry mass of the aerial parts and the roots. Data were subjected to analysis of variance, followed by the comparison of means test. After the identification of genotypes tolerant and sensitive to cold, extraction of total RNA was performed with these genotypes, followed by SSH to isolate the genes of interest. These fragments were then cloned into specific vectors and sequenced by the Sanger method. The results revealed the presence of variability among genotypes when subjected to stress by low temperatures. It was possible to discriminate genotype IAPAR 81 as tolerant, considering that it showed results superior to the other genotypes. The Pérola genotype was considered as sensitive to cold. After the SSH technique, were found differentially expressed fragments in the tolerant genotype, as well as sensitive, but less intense. The sequencing of the cDNA library clones of the IAPAR 81 genotype, revealed that 92.4% of the sequences showed homology with those already deposited in the database (Genbank), and to 7.6% of the sequences, not homology was found, which may also correspond to genes not identified and that are closely related to stress tolerance by low temperatures in beans on germination period / O feijão tem grande importância no Brasil, sendo consumido em todos os Estados e cultivado praticamente em todos os meses do ano, o que condiciona uma diversidade de condições climáticas. No planalto catarinense o estresse por baixas temperaturas após a semeadura afeta negativamente a cultura, dificultando o arranque inicial das plantas. Assim, a identificação de genótipos portadores de genes que conferem a tolerância a este estresse é de grande valiosa para programas de melhoramento. Para tanto, a técnica de isolamento de genes numa determinada situação, a Hibridação Subtrativa Supressiva Seguida por PCR (SSH), pode auxiliar nesta identificação. Assim, este projeto teve como objetivos, submeter genótipos de feijão ao estresse por baixa temperatura, discriminá-los em tolerantes e sensíveis, e posteriormente estudar os genes diferencialmente expressos nos genótipos mais contrastantes por meio do seqüenciamento de bibliotecas de cDNA. Inicialmente genótipos de feijão foram germinados sobre duas temperaturas, 10 0C e 25 0C, num delineamento experimental de blocos casualizados com três repetições. Em seguida foram avaliados o índice de velocidade de germinação, o comprimento da parte aérea e das raízes, a massa fresca da parte aérea e das raízes, e a massa seca da parte aérea e das raízes. Os dados foram submetidos a análise de variância seguida do teste de comparação de médias. Após a identificação do genótipo tolerante e sensível ao frio, foram realizadas as extrações de RNA total destes genótipos nas duas temperaturas de germinação, totalizando quatro amostras. Em seguida procedeu-se a SSH para isolar os genes de interesse. Os fragmentos obtidos foram clonados em vetor p-GEM e seqüenciados pelo método Sanger. Os resultados revelaram variabilidade quanto ao caráter tolerância ao frio entre os genótipos avaliados, quando submetidos ao estresse, sendo possível discriminá-los. O genótipo IAPAR 81 por apresentar comportamento superior aos demais genótipos foi classificado como tolerante, e o genótipo Pérola devido seu desempenho insatisfatório, como sensível ao frio. Após a SSH, foram observados fragmentos diferencialmente expressos no genótipo tolerante, bem como no sensível, porém em menor intensidade. O seqüenciamento dos clones da biblioteca de cDNA do genótipo IAPAR 81 revelou que 92,4% das seqüências apresentaram homologia com as já depositadas no banco de dados (Genbank), e para 7,6% das seqüências não foi encontrada homologia, podendo estas corresponderem a fragmentos de genes ainda não identificados e que podem estar intimamente relacionados a tolerância ao estresse por baixas temperaturas em feijão no período da germinação

Submitted by Camila Baptista do Amaral (camila.agro07@gmail.com) on 2018-04-10T02:12:53Z No. of bitstreams: 1 Tese_completa_FF.pdf: 1170751 bytes, checksum: 2e9767421fbf6acfef2ea2d84ef19a67 (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2018-04-10T11:30:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 amaral_cb_dr_jabo.pdf: 1170751 bytes, checksum: 2e9767421fbf6acfef2ea2d84ef19a67 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-10T11:30:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 amaral_cb_dr_jabo.pdf: 1170751 bytes, checksum: 2e9767421fbf6acfef2ea2d84ef19a67 (MD5) Previous issue date: 2018-03-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Altas doses de nitrogênio são necessárias para atingir elevadas produtividades na cultura do milho, e o uso de genótipos eficientes no uso de nitrogênio permitiria atingir tais produtividades utilizando menor quantidade de fertilizantes nitrogenados. O objetivo do trabalho foi caracterizar sintéticos de milho quanto à eficiência de uso de nitrogênio e estudar as correlações entre os componentes da eficiência. Para caracterizar os sintéticos a campo, foram conduzidos experimentos na safra 2015/2016 e 2016/2017. Doze sintéticos e duas testemunhas comerciais (AL Avaré e Ipanema) foram cultivadas sob alta e baixa disponibilidade de nitrogênio em cada uma das safras, totalizando quatro experimentos. Sob baixa disponibilidade de nitrogênio, apenas 24 kg ha-1 do elemento foram aplicados na semeadura, enquanto que sob alta disponibilidade, a adubação nitrogenada foi constituída de 24 kg ha-1 na semeadura e 120 kg ha-1 em cobertura no estádio V4-5. Os experimentos foram conduzidos no delineamento de blocos ao acaso, e foram avaliados o índice do conteúdo de clorofila, acamamento, prolificidade e produtividade de grãos. A disponibilidade de nitrogênio alterou o índice do conteúdo de clorofila dos sintéticos, sendo que maiores valores foram observados sob alta disponibilidade de nitrogênio. Todas os sintéticos foram considerados adequados para cultivo sob baixa disponibilidade de nitrogênio, pois não houve diferença entre alta e baixa disponibilidade para os caracteres acamamento, prolificidade e produtividade de grãos. Considerando todos os caracteres estudados, dois sintéticos foram identificados como superiores, por apresentarem altos valores de índice de conteúdo de clorofila, resistência ao acamamento, prolificidade e produtividade de grãos, com desempenho superior às testemunhas. A fim de estudar os caracteres relacionados com a eficiência de uso de nitrogênio, dois sintéticos e uma testemunha, AL Avaré, foram cultivados em vasos, sob níveis contrastantes de disponibilidade de nitrogênio. Sob baixa disponibilidade, foram aplicados 100 mg dm-3 de nitrogênio em cada vaso na semeadura, e sob alta disponibilidade, foram aplicados 100 mg dm-3 por vaso na semeadura, 150 mg dm-3 em V3 e 150 mg dm-3 em V5. O experimento foi conduzido no delineamento de blocos ao acaso, em esquema fatorial 3x2. Foram avaliados o índice do conteúdo de clorofila, massa seca da parte aérea, massa seca da raiz, eficiência de absorção, eficiência de utilização e eficiência de uso de nitrogênio. O índice de conteúdo de clorofila diferiu entre os níveis contrastantes de nitrogênio, mas não entre os sintéticos. A massa seca da parte aérea foi diminuída pela baixa disponibilidade de nitrogênio, enquanto a resposta dos sintéticos para massa seca da raiz foi variável em função da disponibilidade de nitrogênio. Houve correlação forte e positiva entre eficiência de absorção e eficiência de uso de nitrogênio, sendo que a eficiência de absorção foi correlacionada com a massa seca das raízes. / High doses of nitrogen are necessary to reach high yields in maize crop, and the use of genotypes efficient in the use of nitrogen would allow to reach such productivities using less amount of nitrogen fertilizers. The objective of this work was to characterize maize synthetics as to nitrogen use efficiency and to study the correlations between the efficiency components. To characterize the synthetic in a field level, experiments were conducted in 2015/2016 and 2016/2017 seasons. Twelve synthetics and two commercial control (AL Avaré and Ipanema) were cultivated under high and low nitrogen availability in each of the seasons, totalizing four experiments. Under low nitrogen availability, only 24 kg ha-1 of the element were applied at sowing, while under high availability, nitrogen fertilization consisted of 24 kg ha-1 at sowing and 120 kg ha-1 topdressed at the V4-5. The experiments were conducted in a randomized complete block design, and the chlorophyll content index, lodging, prolificacy and grain yield were evaluated. The nitrogen availability altered the chlorophyll content index of the synthetic, and higher values were observed under high nitrogen availability. All the synthetics were considered suitable for cultivation under low nitrogen availability, since there was no difference between high and low availability for lodging, prolificacy and grain yield. Considering all the traits studied, two synthetics were identified as superior, because they presented high values of chlorophyll content index, lodging resistance, prolificacy and grain yield, with superior performance to the control. In order to study the traits related to nitrogen use efficiency, two synthetics and one control, AL Avaré, were grown in pots, under contrasting levels of nitrogen availability. Under low availability, 100 mg dm-3 of nitrogen was applied to each pot at sowing, and under high availability, 100 mg dm-3 per pot was applied at sowing, 150 mg dm-3 at V3 and 150 mg dm-3 at V5. The experiment was conducted in a randomized complete block design, in a 3x2 factorial scheme. The chlorophyll content index, shoot dry mass, root dry mass, uptake efficiency, utilization efficiency and nitrogen use efficiency were evaluated. The chlorophyll content index differed between the contrasting levels of nitrogen, but not among the synthetics. The shoot dry mass was diminished by the low nitrogen availability, while the response of the synthetics to root dry mass was variable as a function of the nitrogen availability. There was a strong and positive correlation between uptake efficiency and nitrogen use efficiency, and the uptake efficiency was correlated with the root dry mass.

As plantas são organismos sésseis que continuamente enfrentam situações ambientais adversas, o que acarreta em reduções significativas da biomassa e da produtividade. O trabalho, aqui exposto, teve como objetivo avaliar o papel dos fatores de transcrição ASR (do ingles ABA, stress and ripening) na resposta a estresses abióticos em plantas de arroz. Também teve como objetivo avaliar as respostas de plantas de Arabidopsis thaliana ao estresse produzido nos momentos iniciais da exposição ao metal alumínio. O capítulo 1 da presente tese, compara a expressão de miRNAs entre plantas silenciadas para o gene ASR5 (ASR5_RNAi) e plantas não transformadas (controle). De um total de 279 miRNAs maduros identificados, distribuídos em 60 famílias, 159 foram diferencialmente expressos quando as duas bibliotecas foram comparadas. Uma correlação negativa entre o MIR167 e seu gene alvo (LOC_Os07g29820) também foi confirmada por PCR em tempo real. Este é o primeiro trabalho sugerindo o envolvimento das proteínas ASR na regulação da expressão de miRNAs em planta. O segundo capítulo apresenta o estudo das proteínas ASR na manutenção da homeostase do pH em plantas de arroz. Verificou-se uma diminuição do crescimento radicular em plantas silenciadas em solução ácida, quando comparadas com plantas não transformadas nas mesmas condições. Também foi analisada a viabilidade da ponta de raízes quanto ao dano causado pelo baixo pH e diferentes concentrações de Ca+2, demonstrando que a adição de CaCl2 é capaz de aliviar o efeito tóxico do excesso de protons H+. Diversos genes reprimidos nas plantas silenciadas e envolvidos no mecanismo de manutenção do pH em células vegetais, também foram investigados. O terceiro e último capítulo é dedicado ao estudo da resposta inicial de plantas de Arabidopsis thaliana ao estresse por alumínio. Plantas com 7 dias de idade foram expostas a uma concentração de 25 μM de AlCl3 durante 3 horas e modificações na abundância de proteínas foi investigada com a técnica de espectrometria de massa. Um total de 3.213 proteínas foram identificadas, sendo que destas, 293 apresentaram variação no nível de expressão. Diversas proteínas com expressão induzida são funcionalmente associadas com a detoxificação de espécies reativas de oxigênio (ROS), indicando que o tratamento ocasionou estresse oxidativo nas raízes de A. thaliana. Também foram identificadas uma proteína mitocondrial carreadora de substrato e uma acyl-CoA oxidase com possível papel nos mecanismos de defesa em resposta a alumínio e com potencial para futuros estudos funcionais na planta modelo. De uma maneira geral, os resultados aqui apresentados mostram, pela primeira vez, que ASR5 está envolvida na regulação de miRNAs e na homeostase do pH em plantas de arroz, além de identificar proteínas responsivas ao estresse por alumínio em A. thaliana. / Plants are sessile organisms that continuously face adverse environmental situations, leading to a significant reduction in biomass and yield. The aim of the present work was to further study the ASR (ABA, stress and ripening) transcription factors in rice plants. Moreover, the responses of Arabidopsis thaliana to aluminum stress were also analyzed. The chapter 1 of this thesis compares the expression of mature miRNAs in the ASR5 silenced plants (ASR5_RNAi) and in non-transformed plants (control). From a total of 279 mature miRNA of 60 families, 159 were differentially expressed. A negative correlation of MIR167 and its target gene (LOC_Os07g29820) was also confirmed by real time RT-qPCR. This is the first report showing the involvement of ASR proteins in miRNA gene expression regulation. The second chapter presents the study of participation of ASR proteins in the maintenance of pH homeostasis in rice plants. The evaluation of root growth in ASR5_RNAi plants upon acid solution showed inhibition of root growth when compared to non-transformed plants in the same condition. Root tip feasibility and damage caused by low pH and different concentrations of Ca+2 was also analyzed. The results indicate that addition of CaCl2 is capable of alleviating the toxic effects of H+ protons. Several genes downregulated in silenced plants and involved in pH maintenance in plant cells have also been investigated. This work demonstrates the importance of ASR transcription factors in a biological process not yet described. The third and final chapter describes the study of the initial response of Arabidopsis thaliana to aluminum stress. Seven-day old seedlings were treated with 25 μM AlCl3 for 3 hours and submitted to quantitative analyses by mass spectrometry. A total of 3,213 proteins were identified, from which 293 proteins were differentially responsive upon aluminum treatment. Several proteins with increased expression in response to the treatment are functionally associated with reactive oxygen species (ROS), indicating that the Al3+ exposure caused oxidative stress in the roots of A. thaliana. A mitochondrial substrate carrier (At1g78180) and an acyl-CoA oxidase (At3g51840) with a putative role in Al defense were also up-regulated and constitute interesting targets for functional studies of aluminum toxicity in the model plant. Overall, the results here presented show for the first time that ASR5 is involved in miRNA and pH homeostases regulation in rice plants and also identify proteins responsive to aluminum stress in A. thaliana.

As plantas são organismos sésseis que continuamente enfrentam situações ambientais adversas, o que acarreta em reduções significativas da biomassa e da produtividade. O trabalho, aqui exposto, teve como objetivo avaliar o papel dos fatores de transcrição ASR (do ingles ABA, stress and ripening) na resposta a estresses abióticos em plantas de arroz. Também teve como objetivo avaliar as respostas de plantas de Arabidopsis thaliana ao estresse produzido nos momentos iniciais da exposição ao metal alumínio. O capítulo 1 da presente tese, compara a expressão de miRNAs entre plantas silenciadas para o gene ASR5 (ASR5_RNAi) e plantas não transformadas (controle). De um total de 279 miRNAs maduros identificados, distribuídos em 60 famílias, 159 foram diferencialmente expressos quando as duas bibliotecas foram comparadas. Uma correlação negativa entre o MIR167 e seu gene alvo (LOC_Os07g29820) também foi confirmada por PCR em tempo real. Este é o primeiro trabalho sugerindo o envolvimento das proteínas ASR na regulação da expressão de miRNAs em planta. O segundo capítulo apresenta o estudo das proteínas ASR na manutenção da homeostase do pH em plantas de arroz. Verificou-se uma diminuição do crescimento radicular em plantas silenciadas em solução ácida, quando comparadas com plantas não transformadas nas mesmas condições. Também foi analisada a viabilidade da ponta de raízes quanto ao dano causado pelo baixo pH e diferentes concentrações de Ca+2, demonstrando que a adição de CaCl2 é capaz de aliviar o efeito tóxico do excesso de protons H+. Diversos genes reprimidos nas plantas silenciadas e envolvidos no mecanismo de manutenção do pH em células vegetais, também foram investigados. O terceiro e último capítulo é dedicado ao estudo da resposta inicial de plantas de Arabidopsis thaliana ao estresse por alumínio. Plantas com 7 dias de idade foram expostas a uma concentração de 25 μM de AlCl3 durante 3 horas e modificações na abundância de proteínas foi investigada com a técnica de espectrometria de massa. Um total de 3.213 proteínas foram identificadas, sendo que destas, 293 apresentaram variação no nível de expressão. Diversas proteínas com expressão induzida são funcionalmente associadas com a detoxificação de espécies reativas de oxigênio (ROS), indicando que o tratamento ocasionou estresse oxidativo nas raízes de A. thaliana. Também foram identificadas uma proteína mitocondrial carreadora de substrato e uma acyl-CoA oxidase com possível papel nos mecanismos de defesa em resposta a alumínio e com potencial para futuros estudos funcionais na planta modelo. De uma maneira geral, os resultados aqui apresentados mostram, pela primeira vez, que ASR5 está envolvida na regulação de miRNAs e na homeostase do pH em plantas de arroz, além de identificar proteínas responsivas ao estresse por alumínio em A. thaliana. / Plants are sessile organisms that continuously face adverse environmental situations, leading to a significant reduction in biomass and yield. The aim of the present work was to further study the ASR (ABA, stress and ripening) transcription factors in rice plants. Moreover, the responses of Arabidopsis thaliana to aluminum stress were also analyzed. The chapter 1 of this thesis compares the expression of mature miRNAs in the ASR5 silenced plants (ASR5_RNAi) and in non-transformed plants (control). From a total of 279 mature miRNA of 60 families, 159 were differentially expressed. A negative correlation of MIR167 and its target gene (LOC_Os07g29820) was also confirmed by real time RT-qPCR. This is the first report showing the involvement of ASR proteins in miRNA gene expression regulation. The second chapter presents the study of participation of ASR proteins in the maintenance of pH homeostasis in rice plants. The evaluation of root growth in ASR5_RNAi plants upon acid solution showed inhibition of root growth when compared to non-transformed plants in the same condition. Root tip feasibility and damage caused by low pH and different concentrations of Ca+2 was also analyzed. The results indicate that addition of CaCl2 is capable of alleviating the toxic effects of H+ protons. Several genes downregulated in silenced plants and involved in pH maintenance in plant cells have also been investigated. This work demonstrates the importance of ASR transcription factors in a biological process not yet described. The third and final chapter describes the study of the initial response of Arabidopsis thaliana to aluminum stress. Seven-day old seedlings were treated with 25 μM AlCl3 for 3 hours and submitted to quantitative analyses by mass spectrometry. A total of 3,213 proteins were identified, from which 293 proteins were differentially responsive upon aluminum treatment. Several proteins with increased expression in response to the treatment are functionally associated with reactive oxygen species (ROS), indicating that the Al3+ exposure caused oxidative stress in the roots of A. thaliana. A mitochondrial substrate carrier (At1g78180) and an acyl-CoA oxidase (At3g51840) with a putative role in Al defense were also up-regulated and constitute interesting targets for functional studies of aluminum toxicity in the model plant. Overall, the results here presented show for the first time that ASR5 is involved in miRNA and pH homeostases regulation in rice plants and also identify proteins responsive to aluminum stress in A. thaliana.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:25:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Adriana_Bresolin.pdf: 922904 bytes, checksum: 994cdef3777d7dda7255248c60c02f65 (MD5) Previous issue date: 2010-11-23 / Iron toxicity is one of the most important abiotic stresses limiting irrigated rice production worldwide. This study was performed with the goal of characterizing irrigated rice genotypes regarding Fe2+ stress tolerance under controlled conditions, using na hydroponic system. Furthermore, to analyse the expression profile of genes involved in iron homeostasis in plants, using quantitative PCR (qRT-PCR). The genotypes used were BRS-Agrisul, Epagri 108, BR-IRGA 409, BR-IRGA 410 and Nipponbare. An interference of the chelating agent (EDTA) was observed on the genotype characterization; when exposed to 0, 3, 6, 9 and 12 days of stress. The expression of genes OsFDRL1, OsNRAMP1 and OsNRAMP2 was measured at 0; 6; 12; 18 and 24h under Fe2+ stress. It was observed that Fe2+ in its free form without Na2EDTA, is acumulated in higher concentrations in the shoots of rice seedlings when compared to its chelated form (Fe-EDTA). Iron toxicity interfered negatively on the development of root length (RL) and shoot length (SL), being RL the variable that was most affected. Stress period increases led to iron accumulation in the shoots. The hydroponic system was efficient to allow discrimination between iron tolerant and sensitive genotypes. Iron sensitive genotypes observed in this study were BR-IRGA 409 and Nipponbare, which were those with higher iron accumulation in the shoots. Medium tolerant and tolerant genotypes also accumulated iron in the shoots. The increase in Fe2+ accumulation in the tissues under high iron stress was correlated with increased contents of Zn and Mn in the same tissues. Contrasting genotypes regarding iron tolerance showed differential expression of iron homeostasis genes OsFRDL1, OsNRAMP1 and OsNRAMP2. / A toxidez por ferro é um dos mais importantes estresses abióticos a limitar a produção de arroz irrigado em nível mundial. Este estudo foi realizado com o objetivo de caracterizar genótipos de arroz irrigado quanto a tolerância ao estresse por Fe2+ sob condições controladas, viabilizando o sistema de cultivo hidropônico para esta finalidade. Além disso, analisar o perfil de expressão de genes envolvidos na homeostase do metal em plantas, através da técnica de qRT-PCR. Foi verificada a interferência da utilização do agente quelante (EDTA) na caracterização dos genótipos; analisado o efeito do tempo de exposição a toxidez (0, 3, 6, 9 e 12 dias) sob o crescimento das plântulas; caracterizados genótipos de arroz ( BRS-Agrisul, Epagri 108, BR-IRGA 409, BR-IRGA 410 e Nipponbare) quanto a tolerância a toxidez por Fe2+ e por fim realizada a análise de expressão dos genes OsFDRL1, OsNRAMP1 e OsNRAMP2 nos tempos 0; 6; 12; 18 e 24h sob estresse por Fe2+. Foi verificado que o Fe2+ na sua forma livre sem Na2EDTA é acumulado em maior concentração na parte aérea de plântulas de arroz do que quando este se apresenta quelado na forma de Fe-EDTA. A toxidez por ferro interferiu negativamente sobre o desenvolvimento do CR e CPA, sendo o CR a variável mais afetada. O aumento do tempo de estresse resultou no incremento do acúmulo de ferro na parte aérea das plântulas. O sistema hidropônico demonstrou eficiência na caracterização de genótipos quanto a tolerância a toxidez por ferro. Genótipos caracterizados como sensíveis a toxidez por ferro neste estudo, BR-IRGA 409 e Nipponbare foram os que apresentaram o maior acúmulo de Fe2+ na parte aérea. Genótipos caracterizados como moderadamente tolerantes e tolerantes também acumularam elevados teores do íon metálico. O aumento do acúmulo de Fe2+ nos tecidos sob condição de excesso do íon na solução apresentou correlação com o aumento de Zn e Mn nestes mesmos tecidos. Constituições genéticas contrastantes quanto a tolerância a toxidez por ferro apresentam expressão diferencial dos genes OsFRDL1, OsNRAMP1 e OsNRAMP2 envolvidos na homeostase do metal.