Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-24Bitstream added on 2014-06-13T19:20:50Z : No. of bitstreams: 1 calonego_fw_dr_botfca.pdf: 3568847 bytes, checksum: d25f748cc5d32be67e26d15d918ce5ab (MD5) / A madeira é um dos mais versáteis materiais de construção. Entretanto, considerando as pressões ambientais e a escassez de madeira nativa nas regiões Sul e Sudeste, deve-se utilizar madeiras alternativas. O gênero eucalipto se apresenta como uma solução para esse problema, porém possui limitações, tais como, altos níveis de tensões de crescimento, baixa permeabilidade e problemas de secagem, alta retratibilidade e susceptibilidade a fungos deterioradores. Uma forma comercialmente atrativa de se melhorar a estabilidade dimensional e a durabilidade biológica deste produto é a termorretificação da madeira logo após a sua secagem. Esse trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da termorretificação sob diferentes condições de temperatura na qualidade da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex Maiden. Para tanto, foram usadas tábuas provenientes de toras de Eucalyptus grandis, com cerca de 5,9 anos de idade, da empresa Duratex-SA. Cada uma das tábuas foi seccionada de modo a fornecer peças controle e outras destinadas para a termorretificação, com temperaturas finais de 140ºC, 160ºC, 180ºC, 200ºC e 220ºC. A qualidade da madeira foi determinada pelos seguintes ensaios: (1) perda de massa e variação da espessura das tábuas; (2) propriedades físicas (massa específica básica, a 0%, a 12,0% e a 17,5% de umidade, teor de umidade de equilíbrio, inchamentos volumétricos e lineares, coeficientes de retratibilidade e fator anisotrópico); (3) resistência a fungos deterioradores; e (4) propriedades mecânicas (compressão paralela às fibras, flexão estática e dureza Janka normal às fibras). Os resultados mostraram que: (1) a perda de massa das tábuas de E. grandis aumenta exponencialmente entre 0,004% e 5,7% com o aumento da temperatura de termorretificação de 140ºC até 220ºC; (2) na região próxima à medula há uma variação... / The wood is one of the most versatile building materials, however considering the environmental pressures associated with lack of native wood in the South and Southeast region, alternatives woods must be used. The Eucalyptus species are a solution to this problem however they have limitations such high levels of growth stress, high shrinkage, low permeability, drying defects and susceptibility to rot fungi. A commercially attractive way to improve the dimensional stability and durability of these products is this retification® process after its drying. The objetive of this work was evaluating the effect of retification®, under different temperatures on the quality of the Eucalyptus grandis Hill ex Maiden wood. In order to do it so, were used logs of Eucalyptus grandis trees, with 5.9 years of age from company Duratex-SA. Each board was cutting to provide pieces and those designed with control and retified® with temperatures of 140ºC, 160ºC, 180ºC, 200ºC and 220ºC. The quality of retified® wood was determined by the following tests (1) mass loss and tickness variation of boards; (2) physical properties (densities at 0%, 12.0% and 17.5% of moisture content, equilibrium moisture content, volumetric and linears swelling, shrinkage coeficient and anisotropic factor); (3) decay resitance of wood; and (4) mechanical properties (compression parallel to grain, static bending and Janka hardness perpendicular to grain). The results showed that: (1) the mass loss of Eucalyptus grandis boards exponentially increases from 0.004% to 5.7% with an increase of retification® temperature; (2) near pith there is a variation in the boards thickness reduction of up 99.6% with an increase of treatment temperature, while near bark this variation was of up to 18.5%; (3) with increase retification® temperature has an significant improvements on moisture content and volumetric, tangential, radial... (Complete abstract click electronic access below)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This study was undertaken to evaluate the effect of thinning in the dendrometric parameters and wood quality of the Eucalyptus grandis at 18 years of age. There was analyzed a thinning experiment, located in the northern coast of Rio Grande do Sul, installed in randomized blocks with four repetitions. The seven treatments were defined according to the number of thinnings applied and ranged from zero to six interventions. The trees were selected, in each treatment, on the basis of the Assmann s dominant diameter and the central diameter of tree, being referred to as dominant and central trees, respectively. After cutting down, the trees were measured and the volume determined by the method of Smalian. Afterwards, disks were taken at the base, 25, 50, 75 and 100% of the commercial height, and at the DBH (diameter at breast height), for basic density determination. In relation to the wood fiber length, only the disk corresponding to the region of the DBH was sampled. There were selected the logs located between the DBH and 25% positions, 25% and 50%; 50% and 75%; 75% and 100% of the commercial height, for the end splits study. The results indicate that the application of thinnings caused significant gain in DBH, height and volume in central trees, without changing the form factor. For the dominant trees, the DBH and volume were modified by thinning exciding four interventions. However, with regard to the quality of lumber, more than two thinning interventions showed disadvantageous due to the excessive tree reduction and a small gain of individuals in the upper classes. The average end splits of the logs in the dominant and central trees was higher at the second log sampled, showing suggesting that sectioning should be carried in conjunction with techniques that minimize the growth stress, especially when this is performed near the half of the commercial height. The thinning did not change the pattern of axial variation of the wood basic density, and the lowest values were found near the DBH. The fiber length showed a pattern of increasing from pith to bark in all thinning intensities analyzed, independently of dominant and average stratum, and the lowest values were observed near the pith. The thinning induced variation in the logs end split, basic density and wood fiber length, both for dominant and central trees; however, there was no clear positive or negative trend, leading to the conclusion that changes in growth rate did not affect these parameters uniformly. In general, more than two thinning interventions did not result in improvements in the wood quality. / Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito do desbaste nos parâmetros dendrométricos e na qualidade da madeira de Eucalyptus grandis aos 18 anos de idade. Para tanto, foi analisado um experimento situado próximo ao litoral do Rio Grande do Sul, instalado em delineamento blocos ao acaso com quatro repetições. Os sete tratamentos foram definidos devido ao número de desbastes aplicados e variaram de zero até seis intervenções. As árvores foram selecionadas, em cada tratamento, com base no diâmetro dominante de Assmann e no diâmetro da árvore central, sendo denominadas de árvores dominantes e centrais, respectivamente. Após o abate, estas foram medidas e cubadas pelo método de Smalian. Em seguida, foram retirados discos nas posições 0, 25, 50, 75 e 100% da altura comercial e no DAP (diâmetro à altura do peito), destinados à determinação da massa específica básica. Com relação ao comprimento das fibras da madeira, somente o disco correspondente à região do DAP foi amostrado. Do fuste foram selecionadas as toras localizadas entre as posições do DAP e 25%; 25% e 50%; 50% e 75%; 75% e 100% da altura comercial, para o estudo das rachaduras de topo. Os resultados indicaram que a aplicação do desbaste ocasionou ganhos significativos em DAP, altura e volume para as árvores centrais, sem alterar o fator de forma. Para as árvores dominantes, o DAP e o volume foram modificados por desbastes superiores a quatro intervenções. Entretanto, com relação à qualidade da madeira serrada, intervenções superiores a dois desbastes mostraram-se desvantajosas em função da redução excessiva de árvores e do pequeno ganho de indivíduos em classes superiores. O índice médio de rachadura de topo das árvores dominantes e centrais foi maior na segunda tora amostrada, evidenciando que a toragem das árvores deve ser realizada em conjunto com técnicas que minimizem as tensões de crescimento, principalmente quando o seccionamento for realizado próximo à metade da altura comercial. O desbaste não modificou o padrão de variação axial da massa específica básica da madeira, e os menores valores foram encontrados próximos ao DAP. O comprimento das fibras apresentou um padrão de variação crescente no sentido medulacasca em todas as intensidades de desbaste analisadas, independentemente do estrato dominante ou médio, e os menores valores foram observados próximos à medula. O desbaste induziu a variação do índice médio de rachadura de topo das toras, da massa específica básica e do comprimento das fibras da madeira, tanto nas árvores dominantes quanto nas centrais; porém, não foi verificada uma tendência clara positiva ou negativa, podendo-se concluir que alterações na taxa de crescimento não afetaram esses parâmetros de maneira uniforme. Em geral, mais do que duas intervenções de desbaste não resultaram em melhorias na qualidade da madeira.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This study was understaken to evaluate the effect of different thinning intensities in the dendrometric and technological characteristics of the wood of Eucalyptus grandis at 14 years of age. There was analyzed a thinning experiment, located in the northern coast of Rio Grande do Sul installed in randomized blocks, with four treatments (T1 = 1638 trees/ha; T2 = 1150 trees/ha; T4 = 589 trees/ha e T8 = 192 trees/ha) and four repetitions. The trees were selected on the basis of the dominant and average diameter of each treatment. After cutting down, the trees were measured and the volume determined by the method of Smalian. Afterwards, disks were taken at the base, 25, 50, 75 and 100% of the commercial height, and at the DBH (Diameter at Breast Height), for basic density and radial shrinkage determination. There were selected the logs located between the DBH and 25% positions, destined to the sawn wood quality evaluations after headrig breakdown, air seasoning and kiln dry. In relation to the dendrometric characteristics, the results indicate that the application of more severe thinnings caused significant gain in diameter at breast height, height and volume in average trees, not influencing the dominant ones. The volume per hectare, on the other hand, diminished gradually with the intensity of the intervention, causing losses of up to 59,6%. In relation to the technological characteristics, the results indicate that the basic density of the average trees was influenced by the thinning, however, without presenting clear trend in relation to the intensity of the intervention. The production of dry mass of the average trees increased with the thinning intensity and did not affect the production of the dominant trees. The radial shrinkage of the dominant and average trees grew in the direction pith to bark, not being modified by thinning intensity. Larger vital space reduced the percentage of end splits of the boards in the dominant trees and did not present a clear trend for the average trees. The processing condition only increased the development of this defect in the dominant trees. The thinning intensity did not ffect the board bow of the dominant trees; however, for the average trees, larger vital space reduced this defect. The processing condition, both for dominant and average trees diminished the magnitude of the bow. Board spring was influenced by thinning in both dominant and average trees; however, without presenting a trend with its intensity. The processing condition did not modify this defect in the dominant and average trees. Knots presented a trend to increase diminishing the intensity of thinning only in the average trees. The results allow to conclude that the quality of the wood depends on the planning and of the applied interventions in the forest / Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes intensidades de desbaste nas características dendrométricas e tecnológicas da madeira de Eucalyptus grandis aos 14 anos de idade. Para tanto, foi analisado um experimento de desbaste situado próximo ao litoral do Rio Grande do Sul com delineamento em blocos ao acaso, com quatro tratamentos (T1 = 1638 árv/ha; T2 = 1150 árv/ha; T4 = 589 árv/ha e T8 = 192 árv/ha) e quatro repetições. As árvores foram selecionadas com base nos diâmetros dominante e médio de cada tratamento. Após o abate, estas foram medidas e cubadas pelo método de Smalian. Em seguida, foram retirados discos nas posições 0, 25, 50, 75 e 100% da altura comercial e no DAP, destinados à determinação da massa específica básica e retratibilidade radial. Do fuste foi selecionada a tora localizada entre as posições DAP e 25% para a retirada de tábuas destinadas à avaliação da qualidade da madeira serrada após as condições de processamento de desdobro, secagem ao ar livre e secagem na estufa. Com relação às características dendrométricas, os resultados obtidos no experimento indicam que a aplicação de desbastes mais pesados ocasionaram ganhos significativos em diâmetro à altura do peito, altura e volume para as árvores médias; não influenciando as árvores dominantes. O volume médio por hectare, em contrapartida, diminuiu gradativamente com a intensidade da intervenção, acarretando em perdas de até 59,6%. Em relação às características tecnológicas, os resultados indicam que a massa específica básica das árvores médias foi influenciada pelo desbaste, porém, sem apresentar tendência clara em relação à intensidade da intervenção. A produção de massa seca das árvores médias aumentou com a intensidade de desbaste, e não afetou a produção das árvores dominantes. A retratibilidade radial das árvores dominantes e médias cresceu no sentido medula-casca, não sendo alterada pelos desbastes. Para a madeira serrada, o maior espaço vital reduziu a percentagem de rachaduras de topo das tábuas nas árvores dominantes, não apresentando tendência clara para as árvores médias. A condição de processamento aumentou o desenvolvimento desse defeito somente nas árvores dominantes. A intensidade de desbaste não afetou o encurvamento das árvores dominantes; porém, para as árvores médias, o maior espaço vital reduziu esse defeito. A condição de processamento, tanto para as árvores dominantes quanto para as médias, diminuiu a magnitude do encurvamento. O arqueamento sofreu influencia do desbaste nas árvores dominantes e médias; porém, sem apresentar uma tendência com a sua intensidade. A condição de processamento não alterou esse defeito nas árvores dominantes e médias. A nodosidade apresentou tendência de aumentar à medida que diminuiu a intensidade de desbaste somente nas árvores médias. Os resultados permitem concluir que a qualidade da madeira depende do planejamento e das intervenções silviculturais aplicadas no povoamento florestal

Orientador: Edson Seizo Mori / Banca: Mauricio Dutra Zanotto / Banca: Léo Zimback / Resumo: A espécie Eucalyptus grandis Hill ex Maiden é atualmente a mais comumente cultivada em projetos comerciais no Brasil devido as excelentes características de qualidade da madeira e o alto incremento volumétrico de madeira, a espécie é plantada como cultivar e também na forma de plantios clonais de seus híbridos interespecíficos. O presente trabalho é um estudo da variabilidade genética de uma população selecionada de Eucalyptus grandis que formam um pomar de sementes clonal originário de Coff's Harbour - Austrália, Rio Claro e Zimbabwe. Este pomar, de propriedade da empresa Suzano Papel e Celulose S.A., encontra-se estabelecido na Fazenda Santa Eliza, no Município de São Miguel Arcanjo no Estado de São Paulo. Tem também como objetivo analisar um teste de paternidade de uma progênie de polinização aberta de Eucalyptus grandis, cuja a mãe é um dos clones componentes do pomar de sementes citado anteriormente. Os objetivos principais do trabalho foram estudar (i) a variabilidade genética dentro de uma população selecionada de Eucalyptus grandis, por meio de marcadores moleculares microssatélites; (ii) o sistema reprodutivo de uma área de recombinação de genótipos superiores (Pomar de Sementes Clonal) e de entrada de fluxo gênico; (iii) a paternidade de uma progênie superior de Eucalyptus grandis de programa de melhoramento. Os resultados mostraram que a população selecionada apresentou um grande polimorfismo de alelos (na = 12) e grandes distâncias genéticas entre os indivíduos selecionados mostrando alta variabilidade genética; que existe uma pequena taxa de endogamia na população selecionada (6,24%) devida a quantidade de heterozigose observada (Ho = 0,7927) ter sido menor que a esperada (He = 0,8455), e que a população selecionada de Eucalyptus grandis apresentou um sistema reprodutivo intermediário com forte tendência a alogamia (88,2%). / Abstract : The species Eucalyptus grandis Hill ex Maiden is the most commonly cultivated in commercial plantings in Brazil due to its excellent wood quality characteristics and the high wood volume increment. The species is planted as a cultivar and also by clonal plantings of its interspecific hybrids. The research is a study of the genetic diversity of a Eucalyptus grandis selected population originated from Coff's Harbour - Australia, Rio Claro - Brazil, and Zimbabwe, set up as a clonal seed orchard. The orchard is of Suzano Papel e Celulose private company, located on Santa Elisa Experimental Station, in São Miguel Arcanjo County, S.P., Brazil. It has also as objective to analyze a paternity test of an open pollinated progeny of Eucalyptus grandis, which mother clone is part of the orchard. The objectives of this research were to study (i) the genetic variability within the one selected population of Eucalyptus grandis, by microsatellite molecular markers; (ii) the mating system of recombination area of superior genotypes (Clonal Seed Orchard) and gene flow; and (iii) the paternity of a superior progeny of Eucalyptus grandis breeding program. The results have shown that the selected population presented a high polymorphism of alleles (na = 12) and large genetic distances between selected individuals showing high genetic variability. There is a small inbreeding rate into the selected population (6.24%) because of the observed heterozigosity (Ho = 0.7927) to be lower than the expected (He = 0.8455). The selected Eucalyptus grandis population presented to have an intermediate mating system with high tendency of alogamy. / Mestre

Orientador: Elias Taylor Durgante Severo / Banca: Claudio Angeli Sansigolo / Banca: Adriano Wagner Ballarin / Banca: Rosilei Aparecida Garcia / Banca: José Otavio Brito / Resumo: A madeira é um dos mais versáteis materiais de construção. Entretanto, considerando as pressões ambientais e a escassez de madeira nativa nas regiões Sul e Sudeste, deve-se utilizar madeiras alternativas. O gênero eucalipto se apresenta como uma solução para esse problema, porém possui limitações, tais como, altos níveis de tensões de crescimento, baixa permeabilidade e problemas de secagem, alta retratibilidade e susceptibilidade a fungos deterioradores. Uma forma comercialmente atrativa de se melhorar a estabilidade dimensional e a durabilidade biológica deste produto é a termorretificação da madeira logo após a sua secagem. Esse trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da termorretificação sob diferentes condições de temperatura na qualidade da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex Maiden. Para tanto, foram usadas tábuas provenientes de toras de Eucalyptus grandis, com cerca de 5,9 anos de idade, da empresa Duratex-SA. Cada uma das tábuas foi seccionada de modo a fornecer peças controle e outras destinadas para a termorretificação, com temperaturas finais de 140ºC, 160ºC, 180ºC, 200ºC e 220ºC. A qualidade da madeira foi determinada pelos seguintes ensaios: (1) perda de massa e variação da espessura das tábuas; (2) propriedades físicas (massa específica básica, a 0%, a 12,0% e a 17,5% de umidade, teor de umidade de equilíbrio, inchamentos volumétricos e lineares, coeficientes de retratibilidade e fator anisotrópico); (3) resistência a fungos deterioradores; e (4) propriedades mecânicas (compressão paralela às fibras, flexão estática e dureza Janka normal às fibras). Os resultados mostraram que: (1) a perda de massa das tábuas de E. grandis aumenta exponencialmente entre 0,004% e 5,7% com o aumento da temperatura de termorretificação de 140ºC até 220ºC; (2) na região próxima à medula há uma variação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The wood is one of the most versatile building materials, however considering the environmental pressures associated with lack of native wood in the South and Southeast region, alternatives woods must be used. The Eucalyptus species are a solution to this problem however they have limitations such high levels of growth stress, high shrinkage, low permeability, drying defects and susceptibility to rot fungi. A commercially attractive way to improve the dimensional stability and durability of these products is this retification® process after its drying. The objetive of this work was evaluating the effect of retification®, under different temperatures on the quality of the Eucalyptus grandis Hill ex Maiden wood. In order to do it so, were used logs of Eucalyptus grandis trees, with 5.9 years of age from company Duratex-SA. Each board was cutting to provide pieces and those designed with control and retified® with temperatures of 140ºC, 160ºC, 180ºC, 200ºC and 220ºC. The quality of retified® wood was determined by the following tests (1) mass loss and tickness variation of boards; (2) physical properties (densities at 0%, 12.0% and 17.5% of moisture content, equilibrium moisture content, volumetric and linears swelling, shrinkage coeficient and anisotropic factor); (3) decay resitance of wood; and (4) mechanical properties (compression parallel to grain, static bending and Janka hardness perpendicular to grain). The results showed that: (1) the mass loss of Eucalyptus grandis boards exponentially increases from 0.004% to 5.7% with an increase of retification® temperature; (2) near pith there is a variation in the boards thickness reduction of up 99.6% with an increase of treatment temperature, while near bark this variation was of up to 18.5%; (3) with increase retification® temperature has an significant improvements on moisture content and volumetric, tangential, radial... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-31Bitstream added on 2014-06-13T20:40:16Z : No. of bitstreams: 1 vitericabezas_wp_me_botfca.pdf: 276987 bytes, checksum: fefb989fa21883ab05774fb93da9941f (MD5) / A produção de mudas da espécie Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla tem crescido muito nos últimos anos no Brasil, devido a sua boa adaptação nos diferentes solos e regiões, possuindo comportamentos diferentes quanto à exigência nutricional em diferentes tipos de substrato que o mercado oferece. O conhecimento desses comportamentos trará benefícios econômicos e diminuição dos impactos ambientais causados pelo uso excessivo de fertilizantes. Neste trabalho buscou-se avaliar o efeito de doses de fósforo em três tipos de substratos na produção de mudas de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla. O experimento foi inteiramente casualizado em fatorial 3x4, utilizando 3 substratos e 4 doses de fósforo na base, totalizando 12 tratamentos distribuídos em 4 parcelas com 25 plantas. O adubo usado na fertilização de base foi o superfosfato simples e as doses foram de 0, 160, 320 e 480 g por m3 de substrato. Os substratos utilizados foram: Carolina Soil® a base de turfa, vermiculita e casca de arroz carbonizada; substrato Mecplant® a base de casca de pinus e vermiculita e substrato a base de fibra de coco e vermiculita. As avaliações do experimento constituíram-se de análise química do substrato e características morfológicas das mudas: altura da parte aérea, diâmetro do coleto, massas secas da parte aérea e radicular e qualidade de raiz. Em função dos resultados obtidos pode-se inferir que para o substrato Carolina Soil® a dose que apresentou mudas com maior desenvolvimento foi a de 320 g m-3. Para o substrato fibra de coco + vermiculita foi a de 160 g m-3 e para o substrato a Mecplant® tanto na dose zero quanto na de 480 g m-3 apresentaram resultados semelhantes, indicando a não necessidade de aplicação de P na adubação de base neste substrato. Os três substratos produziram mudas semelhantes e dentro do padrão de qualidade adequado / The production of cuttings of the species Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla has grown significantly in recent years in Brazil due to its good adaptation to different types of soil and region, having different behaviors a far as its nutritional demands on the different kinds of substrate offered by the market. Knowledge of these behaviors will bring economic benefit and a diminishing of the environmental impact caused by the excessive use of fertilizers. This investigation sought to validate the effect of doses of phosphorus on three types of substrate in the production of cuttings of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla. The experiment was entirely done on 3x4 factorial, using 3 substrates of 4 doses of phosphorous on the base, totaling 12 applications distributed among 4 parcels with 25 plants each. The fertilizer used for the base was a simple superphosphate and the doses were 0, 160, 320 and 480 g per m3 of substrate. The substrates used were: truffle based Carolina Soil®, vermiculite and carbonized rice shells, vermiculite and pinus shell based Mecplant® and coconut fiber and vermiculite substrate. Evaluations in the experiment include chemical analysis of the substrate and morphological characteristics of the cuttings: height of the airborne area, stalk diameter, dry spots on the airborne area and root and overall quality of the root. From the obtained results, it’s possible to infer that for the Carolina Soil® substrate, the dosage that showed the best growth was 320 g m3. For the coconut + vermiculite substrate the best results came with 160 g m-3 and for the Mecplant® substrate, both the zero dose and the 480 g m3 showed similar results, indicating that there isn’t a need for the application of P on the fertilizing of the base of this substrate. The three substrates will produce similar cuttings and within an adequate pattern of quality

Os cofatores de ferro-enxofre [Fe-S] estão entre os mais versáteis e antigos cofatores enzimáticos encontrados na natureza. As células têm explorado as propriedades eletrônicas e estruturais destes cofatores inorgânicos para uma ampla variedade de atividades incluindo a transferência de elétrons, a catálise e a ativação de substratos. Um grande número de proteínas está envolvido na biogênese dos cofatores [Fe-S], e este processo pode ser dividido em três etapas principais: (i) formação do enxofre elementar, (ii) montagem do cofator [Fe-S], e (iii) inserção do cofator em apoproteínas. As plantas realizam fotossíntese e respiração, dois processos que requerem proteínas Fe-S, sendo os únicos organismos em que a biossíntese destas proteínas é compartimentalizada. Diversos fatores afetam o desenvolvimento das plantas, entre eles, a temperatura baixa, fator limitante à produtividade e à distribuição geográfica das plantas, incluindo Eucalyptus grandis, uma espécie com grande importância econômica. Devido a esse fato, foi realizada uma análise transcricional dos genes codificados pelo sistema ISC de biossíntese de cofatores [Fe-S] NFS1, ISA1 e ISU1 de E. grandis por meio de PCR quantitativa (RT-qPCR), após plântulas desta espécie serem submetidas ao tratamento de frio. O gene NFS1 teve sua expressão reprimida nas primeiras 48 horas de tratamento, porém, após esse período observa-se um aumento da expressão gênica em relação à condição controle. O genes ISU1 e ISA1 apresentaram maior expressão gênica nas primeiras duas horas de tratamento, diminuindo drasticamente logo após este período. Foi verificado um aumento na quantidade relativa de Fe e S nos nas plântulas submetidas ao tratamento de frio, indicando um possível aumento na quantidade de cofatores [Fe-S] requeridos para o reestabelecimento da homeostase celular. As bactérias, por sua vez, desenvolveram pelo menos três sistemas de biossíntese, altamente conservados, que estão envolvidos na formação dos cofatores [Fe-S], sendo estes NIF, ISC e SUF. Em muitas proteobactérias, a regulação da produção de cofatores [Fe-S] pelos sistemas ISC e SUF é controlada por uma única proteína, IscR, pertencente à família de reguladores Rrf2. A proteína IscR possui um domínio de ligação ao DNA na região N-terminal e um segundo domínio de ligação de cofatores com três resíduos de cisteínas (Cys) altamente conservados. A ligação de um cofator do tipo [2Fe-2S] reprime a transcrição do seu próprio promotor in vitro. O genoma de Azotobacter vinelandii não inclui um sistema SUF completo e, portanto, permite o estudo dos efeitos da regulação de IscR não relacionada a SUF. No presente trabalho, objetivamos analisar a expressão do operon isc em linhagens selvagens e mutantes para IscR de A. vinelandii por meio das técnicas de sequenciamento do transcritoma e RT-qPCR. As substituições das Cys92, Cys104, His107 e a deleção de 120 pb da região codificadora do segundo domínio de IscR levaram à indução de um aumento da expressão de todo o operon isc. Notou-se também uma diferença fenotípica clara no tamanho das colônias portadoras das substituições de Cys e His, sendo estas menores em relação à linhagem selvagem. As substituições das Cys98 e Cys111, ou ainda a dupla substituição Cys98/111 não levaram a alteração da expressão do operon. A ligação ou não do cofator [Fe-S] é, portanto, responsável pela regulação do operon isc em A. vinelandii, bem como, de outros operons codificadores de proteínas envolvidas em cadeias tranportadoras de elétrons. / The iron-sulfur clusters [Fe-S] are among the oldest and most versatile enzyme cofactors found in nature. The cells have explored the structural and electronic properties of these inorganic clusters for a wide variety of activities including electron transfer, catalysis and activation of substrates. A large number of proteins is involved in the biogenesis of the [Fe-S] clusters, and this process can be divided into three main steps: (i) formation of elemental sulfur, (ii) assembly of the [Fe-S] cluster and (iii) insertion into apoproteins. Plants perform photosynthesis and respiration, two processes that require Fe-S protein, and in these organisms the synthesis of these proteins is compartmentalized. Several factors affect the development of plants, among them, the low temperature is a limiting factor to productivity and geographical distribution of plants, including Eucalyptus grandis, a specie with great economic importance. Due to this fact, we performed a transcriptional analysis by quantitative PCR (RT-qPCR) of the genes encoded by the E. grandis [Fe-S] cluster ISC system NFS1, ISA1 and ISU1 after seedlings were submitted to the chilling treatment. The NFS1 gene expression is repressed in the first 48 hours of treatment, but after this period there was an increase in gene expression relating to the control condition. The genes ISU1 and ISA1 showed higher gene expression in the first two hours of treatment, followed by a sharp decrease. There was an increase in the relative amount of Fe and S in the seedlings subjected to cold treatment, indicating a possible increase in the amount of [Fe-S] clusters, required for the reestablishment of cellular homeostasis. Bacteria have developed at least three synthesis systems, highly conserved, which are involved in the formation of Fe-S proteins, NIF, ISC and SUF. In many proteobacteria, the regulation of clusters production by ISC and SUF is controlled by a single protein, IscR, belonging to the Rrf2 regulators family. The protein IscR has a DNA binding site at the N-terminal domain and second cofactors binding domain with three cysteine residues (Cys) highly conserved. The binding of a [2Fe-2S] cluster represses the transcription of its own promoter in vitro. The genome of Azotobacter vinelandii does not include a full SUF system and thus permits the study of the effects of IscR regulation unrelated to SUF. In this study, the aim was to analyze the expression of isc operon in wild type and mutant strains of A. vinelandii IscR by the techniques of the transcriptome sequencing and qRT-PCR. The replacement of Cys92, Cys104, His107 and a deletion of 120 bp region encoding the second IscR domain led to an increased expression of the whole isc operon. It also showed a clear phenotypic difference in colonies size in the strains carrying the substitutions of His and Cys, it was smaller compared to the wild type strain. The replacement of Cys98 and Cys111, or the double substitution Cys98/111 not led to an altered operon expression. The [Fe-S] cluster binding or not, is therefore responsible for the regulation of the isc operon in A. vinelandii as well as of other operons encoding proteins involved in electron tranport chains.

Os cofatores de ferro-enxofre [Fe-S] estão entre os mais versáteis e antigos cofatores enzimáticos encontrados na natureza. As células têm explorado as propriedades eletrônicas e estruturais destes cofatores inorgânicos para uma ampla variedade de atividades incluindo a transferência de elétrons, a catálise e a ativação de substratos. Um grande número de proteínas está envolvido na biogênese dos cofatores [Fe-S], e este processo pode ser dividido em três etapas principais: (i) formação do enxofre elementar, (ii) montagem do cofator [Fe-S], e (iii) inserção do cofator em apoproteínas. As plantas realizam fotossíntese e respiração, dois processos que requerem proteínas Fe-S, sendo os únicos organismos em que a biossíntese destas proteínas é compartimentalizada. Diversos fatores afetam o desenvolvimento das plantas, entre eles, a temperatura baixa, fator limitante à produtividade e à distribuição geográfica das plantas, incluindo Eucalyptus grandis, uma espécie com grande importância econômica. Devido a esse fato, foi realizada uma análise transcricional dos genes codificados pelo sistema ISC de biossíntese de cofatores [Fe-S] NFS1, ISA1 e ISU1 de E. grandis por meio de PCR quantitativa (RT-qPCR), após plântulas desta espécie serem submetidas ao tratamento de frio. O gene NFS1 teve sua expressão reprimida nas primeiras 48 horas de tratamento, porém, após esse período observa-se um aumento da expressão gênica em relação à condição controle. O genes ISU1 e ISA1 apresentaram maior expressão gênica nas primeiras duas horas de tratamento, diminuindo drasticamente logo após este período. Foi verificado um aumento na quantidade relativa de Fe e S nos nas plântulas submetidas ao tratamento de frio, indicando um possível aumento na quantidade de cofatores [Fe-S] requeridos para o reestabelecimento da homeostase celular. As bactérias, por sua vez, desenvolveram pelo menos três sistemas de biossíntese, altamente conservados, que estão envolvidos na formação dos cofatores [Fe-S], sendo estes NIF, ISC e SUF. Em muitas proteobactérias, a regulação da produção de cofatores [Fe-S] pelos sistemas ISC e SUF é controlada por uma única proteína, IscR, pertencente à família de reguladores Rrf2. A proteína IscR possui um domínio de ligação ao DNA na região N-terminal e um segundo domínio de ligação de cofatores com três resíduos de cisteínas (Cys) altamente conservados. A ligação de um cofator do tipo [2Fe-2S] reprime a transcrição do seu próprio promotor in vitro. O genoma de Azotobacter vinelandii não inclui um sistema SUF completo e, portanto, permite o estudo dos efeitos da regulação de IscR não relacionada a SUF. No presente trabalho, objetivamos analisar a expressão do operon isc em linhagens selvagens e mutantes para IscR de A. vinelandii por meio das técnicas de sequenciamento do transcritoma e RT-qPCR. As substituições das Cys92, Cys104, His107 e a deleção de 120 pb da região codificadora do segundo domínio de IscR levaram à indução de um aumento da expressão de todo o operon isc. Notou-se também uma diferença fenotípica clara no tamanho das colônias portadoras das substituições de Cys e His, sendo estas menores em relação à linhagem selvagem. As substituições das Cys98 e Cys111, ou ainda a dupla substituição Cys98/111 não levaram a alteração da expressão do operon. A ligação ou não do cofator [Fe-S] é, portanto, responsável pela regulação do operon isc em A. vinelandii, bem como, de outros operons codificadores de proteínas envolvidas em cadeias tranportadoras de elétrons. / The iron-sulfur clusters [Fe-S] are among the oldest and most versatile enzyme cofactors found in nature. The cells have explored the structural and electronic properties of these inorganic clusters for a wide variety of activities including electron transfer, catalysis and activation of substrates. A large number of proteins is involved in the biogenesis of the [Fe-S] clusters, and this process can be divided into three main steps: (i) formation of elemental sulfur, (ii) assembly of the [Fe-S] cluster and (iii) insertion into apoproteins. Plants perform photosynthesis and respiration, two processes that require Fe-S protein, and in these organisms the synthesis of these proteins is compartmentalized. Several factors affect the development of plants, among them, the low temperature is a limiting factor to productivity and geographical distribution of plants, including Eucalyptus grandis, a specie with great economic importance. Due to this fact, we performed a transcriptional analysis by quantitative PCR (RT-qPCR) of the genes encoded by the E. grandis [Fe-S] cluster ISC system NFS1, ISA1 and ISU1 after seedlings were submitted to the chilling treatment. The NFS1 gene expression is repressed in the first 48 hours of treatment, but after this period there was an increase in gene expression relating to the control condition. The genes ISU1 and ISA1 showed higher gene expression in the first two hours of treatment, followed by a sharp decrease. There was an increase in the relative amount of Fe and S in the seedlings subjected to cold treatment, indicating a possible increase in the amount of [Fe-S] clusters, required for the reestablishment of cellular homeostasis. Bacteria have developed at least three synthesis systems, highly conserved, which are involved in the formation of Fe-S proteins, NIF, ISC and SUF. In many proteobacteria, the regulation of clusters production by ISC and SUF is controlled by a single protein, IscR, belonging to the Rrf2 regulators family. The protein IscR has a DNA binding site at the N-terminal domain and second cofactors binding domain with three cysteine residues (Cys) highly conserved. The binding of a [2Fe-2S] cluster represses the transcription of its own promoter in vitro. The genome of Azotobacter vinelandii does not include a full SUF system and thus permits the study of the effects of IscR regulation unrelated to SUF. In this study, the aim was to analyze the expression of isc operon in wild type and mutant strains of A. vinelandii IscR by the techniques of the transcriptome sequencing and qRT-PCR. The replacement of Cys92, Cys104, His107 and a deletion of 120 bp region encoding the second IscR domain led to an increased expression of the whole isc operon. It also showed a clear phenotypic difference in colonies size in the strains carrying the substitutions of His and Cys, it was smaller compared to the wild type strain. The replacement of Cys98 and Cys111, or the double substitution Cys98/111 not led to an altered operon expression. The [Fe-S] cluster binding or not, is therefore responsible for the regulation of the isc operon in A. vinelandii as well as of other operons encoding proteins involved in electron tranport chains.

Face à une demande mondiale en bois en constante augmentation, les forêts plantées sont en rapide expansion, notamment au Brésil où les plantations d'eucalyptus pourraient couvrir 10 millions d'hectares d'ici 2020. Ces plantations hautement productives soulèvent des questions importantes au niveau (i) de leur durabilité dans un contexte de changement climatique et (i) de leur impact sur l’environnement, en particulier sur les cycles de l'eau, du carbone et des nutriments. La capacité des eucalyptus à développer un système racinaire très profond (<15 m) pour atteindre la nappe phréatique, pourrait jouer un rôle clé dans l’adaptation à des disponibilités plus faible en eau. Cependant, le rôle de ces racines fines profondes dans la nutrition des plantes a jusque-là été extrêmement peu documenté.Dans ce contexte, l'objectif général de cette thèse était d'évaluer l'influence de la profondeur et de la disponibilité de l’eau sur le fonctionnement des racines fines à travers l’étude de la rhizosphère. Pour cela, une plantation clonale d’Eucalyptus grandis de 5 ans a été étudiée au Brésil sous deux régimes hydriques contrastés : un traitement + W, recevant une pluviométrie normale a été comparé à un traitement –W dans lequel 37% des pluviolessivats sont exclus. Des essais ont été réalisés dans le but d'appliquer une technologie de laboratoire innovante au champ : les optodes, permettant la cartographie du pH rhizosphérique notamment. Les rhizodepôts libérés par les racines fines d’eucalyptus interférant avec le signal du capteur optique, nous n’avons pas pu obtenir de résultats interprétables. Cependant, des tests réalisés sur le pin nous laissent confiants quant à la possibilité d'utiliser ce système, en suivant quelques recommandations. Des analyses destructives ont été réalisées sur du sol rhizosphérique et non-rhizosphérique échantillonnés le long d'un profil de 4 m. Au niveau de la nutrition : une accumulation de potassium et de protons au sein de la rhizosphère a été observée, en particulier en dessous d’1 m (x3,0 et x1,1 pour K et H3O+ en + W, resp.) et en condition de réduction des précipitations (x7,0 et x1,4 pour K et H3O+ en –W, resp.). La répétition de ces mesures pendant la saison des pluies a confirmé l'enrichissement de protons et de K dans la rhizosphère, ce qui suggère que ces processus se produisent tout au long de l'année. Cependant, l’absence d’effet traitement durant la saison des pluies laisse suggérer une bonne résilience potentielle du système. La quantité de K amenée à la surface des racines fines par flux de masse, estimée à 2 kg de K ha-1 an-1, ne permet pas d’expliquer la quantité de potassium absorbé par les arbres, estimée à 17,5 kg de K ha-1 an-1, ni l'accumulation observée dans la rhizosphère. Une explication plus probable est l'altération des minéraux potassiques induite par le fonctionnement racinaire, et notamment l’acidification. La preuve de la possibilité d’association ectomycorhiziennes jusqu'à 4 m de profondeur renforce l'hypothèse d'un rôle clé des racines fines profondes dans la nutrition des plantes. Une concentration élevée en Al3+ a aussi été mesurée au sein de la rhizosphère (jusqu'à 12 mg kg-1). Au niveau du stockage du carbone : malgré la diminution exponentielle attendue de la concentration en C et N avec la profondeur (de 0,72 à 0,12 ‰ entre 0 et 4 m), nos résultats ont montré que plus de la moitié du stock de carbone contenu dans le sol non rhizosphérique était situé en dessous d’1 m. Une accumulation de C dans la rhizosphère a été mesurée, en particulier en profondeur (x1,4 en dessous d’1 m en + W) et en condition de réduction des pluies (x3,0 à 4 m en –W). Les mêmes tendances ont été observées pour N. L’effet rhizosphérique a été conservé pendant la saison des pluies, mais pas l'effet du traitement. Ce travail a confirmé que les racines fines profondes jouent un rôle clé, pour la nutrition des plantes et le stockage de carbone, en contexte de changement climatique particulièrement. / Due to the constant increase of the world demand for wood, the planted forests are in fast expansion notably in tropical countries such as Brazil where plantations of eucalypts, the most productive and spread out planted species, may reach 10 million ha by 2020. The expansion of these plantations on less fertile sites, combined with the context of climate change lead to important issues about (i) the sustainability of these plantations under more frequent and intense drought events and (i) the impact on the environment of these highly productive plantations with very short rotations (6 yr), particularly for nutrient, water and carbon cycles. Eucalypt trees are able to develop very deep root system (<15 m) to reach the water table, and this may play a key role to cope with decreasing soil water availability. However, the role of these deep fine roots in plant nutrition is dramatically under-documented. In this context, the general objective of this study was to evaluate the influence of soil depth combined with water availability on fine root functioning through characterization of the rhizosphere properties. For this purpose, a 5-yr-old clonal Eucalyptus grandis plantation was studied in Brazil in two contrasted water regimes: the +W treatment, receiving normal rainfall was compared with the –W treatment where 37% of the throughfall were excluded in order to mimick the future climate forecasted in the region. Exploratory tests were carried out for the introduction of an innovative lab technology under field conditions: the optodes, which allow mapping rhizosphere pH. The rhizodeposition of eucalypt fine roots interfered with the optical sensor signal and prevented us to get interpretable results. However, some tests on pine trees let us confident of the possibility of using our system for field studies at depth, using some recommendations. Destructive analyses of rhizosphere and bulk soil samples collected along a 4-m deep soil profile showed an effect of depth and rainfall reduction on rhizosphere pH, potassium concentration, rhizodeposition pattern and carbon storage capacity. Concerning nutrition issues, we found an accumulation of potassium and protons within the rhizosphere, especially below 1-m depth (x3.0 and x1.1 for K and H3O+ in +W, respectively) and in reduced rainfall conditions (x7.0 and x1.4 for K and H3O+ in –W, respectively). Repeating these measurements during rainy season confirmed the enrichment of protons and potassium within the rhizosphere, suggesting that these processes may occur all along the year but no treatment effect was observed anymore, pointing to a potential good resilience of the system. The amount of K brought to fine roots by mass flow was estimated to 2.0 kg K ha-1 yr-1 and could not explain the amount of potassium taken up by trees estimated to 17.5 kg K ha-1 yr-1 and the observed accumulation in the rhizosphere. A more likely explanation was the root-induced weathering of K-bearing minerals, partly related to rhizosphere acidification. Proof of ectomycorrhizal association down to 4-m depth further supported the hypothesis of a key role of deep fine roots in plant nutrition. High exchangeable Al3+ concentration was found within the rhizosphere (up to 12.0 mg kg-1). Concerning the carbon storage issue, despite an expected exponential decrease of C and N concentrations within the bulk soil with depth (0.72‰ to 0.12‰ from top soil to 4-m depth), our results showed that more than half of soil C stock within the bulk soil occurred below the first meter. An accumulation of C within the rhizosphere was found, especially at depth (x1.4 below 1 m in +W) and in reduced rainfall conditions (x3.0 at 4-m depth in –W). The same trends were found for N. The rhizosphere effect was conserved during rainy season but not the treatment effect. This work confirmed that deep fine roots play a key role, especially in the context of climate change, for plant nutrition and carbon storage.

Orientador: Magali Ribeiro da Silva / Coorientador: Iraê Amaral Guerrini / Banca: Hélio Grassi Filho / Banca: Gisela Ferreira / Resumo: A produção de mudas da espécie Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla tem crescido muito nos últimos anos no Brasil, devido a sua boa adaptação nos diferentes solos e regiões, possuindo comportamentos diferentes quanto à exigência nutricional em diferentes tipos de substrato que o mercado oferece. O conhecimento desses comportamentos trará benefícios econômicos e diminuição dos impactos ambientais causados pelo uso excessivo de fertilizantes. Neste trabalho buscou-se avaliar o efeito de doses de fósforo em três tipos de substratos na produção de mudas de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla. O experimento foi inteiramente casualizado em fatorial 3x4, utilizando 3 substratos e 4 doses de fósforo na base, totalizando 12 tratamentos distribuídos em 4 parcelas com 25 plantas. O adubo usado na fertilização de base foi o superfosfato simples e as doses foram de 0, 160, 320 e 480 g por m3 de substrato. Os substratos utilizados foram: Carolina Soil® a base de turfa, vermiculita e casca de arroz carbonizada; substrato Mecplant® a base de casca de pinus e vermiculita e substrato a base de fibra de coco e vermiculita. As avaliações do experimento constituíram-se de análise química do substrato e características morfológicas das mudas: altura da parte aérea, diâmetro do coleto, massas secas da parte aérea e radicular e qualidade de raiz. Em função dos resultados obtidos pode-se inferir que para o substrato Carolina Soil® a dose que apresentou mudas com maior desenvolvimento foi a de 320 g m-3. Para o substrato fibra de coco + vermiculita foi a de 160 g m-3 e para o substrato a Mecplant® tanto na dose zero quanto na de 480 g m-3 apresentaram resultados semelhantes, indicando a não necessidade de aplicação de P na adubação de base neste substrato. Os três substratos produziram mudas semelhantes e dentro do padrão de qualidade adequado / Abstract: The production of cuttings of the species Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla has grown significantly in recent years in Brazil due to its good adaptation to different types of soil and region, having different behaviors a far as its nutritional demands on the different kinds of substrate offered by the market. Knowledge of these behaviors will bring economic benefit and a diminishing of the environmental impact caused by the excessive use of fertilizers. This investigation sought to validate the effect of doses of phosphorus on three types of substrate in the production of cuttings of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla. The experiment was entirely done on 3x4 factorial, using 3 substrates of 4 doses of phosphorous on the base, totaling 12 applications distributed among 4 parcels with 25 plants each. The fertilizer used for the base was a simple superphosphate and the doses were 0, 160, 320 and 480 g per m3 of substrate. The substrates used were: truffle based Carolina Soil®, vermiculite and carbonized rice shells, vermiculite and pinus shell based Mecplant® and coconut fiber and vermiculite substrate. Evaluations in the experiment include chemical analysis of the substrate and morphological characteristics of the cuttings: height of the airborne area, stalk diameter, dry spots on the airborne area and root and overall quality of the root. From the obtained results, it's possible to infer that for the Carolina Soil® substrate, the dosage that showed the best growth was 320 g m3. For the coconut + vermiculite substrate the best results came with 160 g m-3 and for the Mecplant® substrate, both the zero dose and the 480 g m3 showed similar results, indicating that there isn't a need for the application of P on the fertilizing of the base of this substrate. The three substrates will produce similar cuttings and within an adequate pattern of quality / Mestre