NOGUEIRA, Francisco Carlos Barboza. Germinação, desenvolvimento inicial, fenologia e distribuição espacial da espécie Dalbergia cearensis Ducke. 2012. 138 f. Tese (Doutorado em ecologia e recursos naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-05-27T19:10:48Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_fcbnogueira.pdf: 1317824 bytes, checksum: 0c1c24c72f7eb12a700ae910ab7f86ad (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-27T21:01:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_fcbnogueira.pdf: 1317824 bytes, checksum: 0c1c24c72f7eb12a700ae910ab7f86ad (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-27T21:01:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_fcbnogueira.pdf: 1317824 bytes, checksum: 0c1c24c72f7eb12a700ae910ab7f86ad (MD5) Previous issue date: 2012 / The viable seed production, dispersal, germination and early growth of seedlings are events of the life cycle of angiosperms that are part of the regeneration niche. Understanding how these events occur before environmental factors such as temperature, light and humidity and how the young and adult individuals are spatially distributed in the environment, increases the probability of getting success in the establishment of plant species and their future growth. Dalbergia cearensis is an endemic species of xerophilous thorny forest (caatinga) of northeastern Brazil. Its wood is much appreciated for the production of finely crafted furniture and musical instruments. In this study, we tried to understand the morphology of its fruit, seeds, and seedlings, the influence of light and temperature on seed germination, phenology, and spatial distribution. Fruits of D. cearensis were described as samaras which have features to spread anemochorous dispersion. Its germination process is relatively fast, beginning after three days of sowing. Its seeds germinate in the presence and absence of light, with the highest percentage of germination reached at temperatures of 25, 30 and 35oC. The young plants of D. cearensis show greater shoot growth under shade and their roots grow in the full light. Your tree loses leaves during the dry season which runs from July to December. At the beginning of rains (December), it starts the issuance of leaf buds which happens until March. Its flowers appear with the rain constancy and can happen between November and January. The phenological peak of ripi fruit happens in May. The young and adult population placed in Private Reserve of Natural Patrimony Não Me Deixes Farm in Quixadá, Ceará shows aggregated distribution. The highest proportion of seeds dispersed is 3 meters away from the nearest adult. / A produção de sementes viáveis, dispersão, germinação e crescimento inicial de plântulas são eventos do ciclo de vida das angiospermas que fazem parte do Nicho de regeneração. Entender como esses eventos ocorrem diante de fatores ambientais como temperatura, luz e umidade e como os indivíduos jovens e adultos estão distribuídos espacialmente no ambiente, aumenta a probabilidade de obtermos sucesso no estabelecimento de espécies vegetais e de seus crescimentos futuros. Dalbergia cearensis é uma espécie endêmica da floresta xerófila espinhosa do nordeste do Brasil. Sua madeira é muito apreciada para a fabricação de móveis de fino acabamento e instrumentos musicais. Nesse estudo, procuramos compreender os aspectos morfológicos de seus frutos, sementes e plântulas, a influência da luz e temperatura na germinação das sementes, a fenologia e sua distribuição espacial. Os frutos de D. cearensis foram descritos como sâmaras que possuem características para dispersão anemocórica. Seu processo germinativo é relativamente rápido, iniciando-se após três dias da semeadura. Suas sementes germinam na presença e na ausência de luz, com as maiores porcentagens de germinação alcançadas nas temperaturas de 25, 30 e 35o C. As plantas jovens de D. cearensis mostram maior crescimento da parte aérea sob sombreamento e suas raízes crescem mais a plena luz. A sua árvore perde folhas durante o período seco que vai de julho a dezembro. Com o início das chuvas (dezembro) começa a emissão de brotos foliares que acontece até março. Suas flores surgem com o ritmo das chuvas e podem ocorrer entre novembro e janeiro. O pico fenológico de frutos maduros ocorre em maio. A população de indivíduos jovens e adultos localizada na Reserva Particular do Patrimônio Natural Fazenda Não me Deixes, em Quixadá, Ceará, apresenta distribuição agregada. A maior proporção de sementes dispersadas ocorre a 3 metros de distância dos adultos mais próximos.

Orientador: Rogério Falleiros Carvalho / Coorientador: Luiz Fabiano Palaretti / Banca: Renato de Mello Prado / Banca: Simone da Costa Mello / Resumo: As coberturas plásticas têm diferentes propriedades térmicas e de radiação, e podem afetar o rendimento e a qualidade do tomate. Neste estudo, compararam-se a influência das coberturas plásticas coloridas (vermelho, azul, e cinza/preto) e a densidade de plantio no crescimento do tomateiro, o rend imento e a qualidade dos frutos com o da cobertura preta convencional e o solo descoberto (controle) no desenvolvimento do tomateiro 'Micro-Tom'. Além disso, determinou-se a acumulação de pigmentos, a temperatura do solo e a água total aplicada. Os resultados indicaram que o peso seco e a área foliar das plantas cultivadas com cobertura azul, vermelha e cinza/preta foram significativamente maiores do que o tratamento controle em parcelas de alta densidade. Em comparação com o tratamento controle, o rendimento total, o peso do fruto e o peso total de frutos por planta foram consequentemente melhorados nas plantas crescidas com cobertura vermelha e cinza/preta em altas densidades. Contudo, o número de frutos não foi afetado. Além disso, o tamanho do fruto aumentou com cobertura vermelha em parcelas de baixa densidade. Por outro lado, as temperaturas do solo registradas sob a cobertura vermelha foram as mais adequadas para o tomateiro nessas condições climáticas. Em conclusão, os tratamentos com cobertura colorida afetaram positivamente o crescimento e o rendimento do tomateiro em parcelas de alta densidade, e a cobertura vermelha em particular poderia ser usada para melhorar... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Plastic mulches have different thermal and radiation properties, and they can affect tomato fruit yield and quality. In this study, the influence of coloured plastic mulches (red, blue and gray on black) and planting density on tomato growth, fruit yield and quality was compared with that of conventional black mulch and uncovered soil (control) in developing 'Micro Tom' tomatoe s. In addition, the pigment accumulation, soil temperature and total applied water were determined. The results indicated that the dry weight and leaf area of plants grown over blue, red and gray/black mulches were significantly higher than the control tre atment in high - density plots. Compared to the control treatment, the total tomato yield, fruit weight and total fruit weight per plant were consequently improved in plants grown over red and gray/black mulches at high densities. However, the fruit number w as not affected. In addition, the fruit size increased over red plastic mulc h when planted at a low density . In addition, the soil temperatures registered under the red mulch were the most suitable for the tomatoes in these climatic conditions. In conclusi on, treatments employing coloured mulch positively affected the growth and yield of tomatoes in high - density plots, and red mulch in particular could be used to improve the yield and fruit size of Micro - Tom tomatoes because of the optimization of the therm al and light environment. / Mestre

Ao longo dos últimos anos, o radical livre gasoso óxido nítrico (NO) vem ganhando destaque como uma importante molécula sinalizadora em respostas fotomorfogênicas em plantas. Sua produção e dagradação parecem incluir uma diversificada gama de rotas bioquímicas, entretanto, a importância relativa de cada um dos sistemas capazes de regular sua disponibilidade e toxidade nos tecidos vegetais ainda permanece pouco compreendida. Dentre as possíveis rotas de conjugação e degradação do NO em tecidos vegetais, postula-se que a glutationa (GSH) desempenhe um papel de destaque no armazenamento desse radical livre por meio da formação reversível da S-nitrosoglutationa (GSNO), sendo possível sua subsequente degradação através da ação da enzima S-nitrosoglutationa redutase (GSNOR). No presente trabalho investigamos a influência da luz sobre o metabolismo de NO em duas etapas de desenvolvimento vegetal caracterizados pela ocorrência de eventos de diferenciação plastidial: (I) o desestiolamento de plântulas e (II) o amadurecimento de frutos carnosos de tomateiro (Solanum lycopersicum). Além do genótipo selvagem Micro-Tom (MT), também foram utilizados os mutantes fotomorfogênicos aurea (au) e high pigment 1 e 2 (hp1 e hp2). Durante o desestiolamento das plântulas de tomateiro constatou-se um incremento progressivo tanto nos teores endógenos quando nas taxas de degradação de NO, bem como na atividade da enzima GSNOR. Sob condições luminosas similares, mutantes com respostas exageradas à luz apresentaram incrementos ainda mais evidentes nesses parâmetros do que aqueles observados no genótipo selvagem. A aplicação de inibidores de S-nitrosilação de proteínas, bem como a avaliação do conteúdo de espécies reativas de oxigênio (ROS) indicaram que tanto a formação de S-nitrosotiois quanto a interação do NO com ROS contribuíram para a determinação da capacidade de remoção de NO nos tecidos fotossinteticamente ativos de tomateiro. Em frutos, observou-se uma correlação positiva entre a atividade da enzima nitrato redutase (NR) e o padrão temporal de produção de NO, uma vez que ambos os parâmetros apresentaram maiores níveis em frutos imaturos. O amadurecimento desses frutos foi acompanhado por uma diminuição transitória dos conteúdos de NO ao passo que as taxas de degradação de NO mantiveram-se bastante reduzidas durante todo o processo de amadurecimento, sugerindo a existência de um estoque de NO na forma de GSNO ou algum outro S-nitrosotiol. A sinalização luminosa influenciou positivamente tanto a produção quanto a degradação de NO em frutos imaturos de tomateiro. Em conjunto, os resultados obtidos permitem concluir que o metabolismo do NO em tomateiro é fortemente controlado pela luz, a qual é capaz de modular conjuntamente as taxas de produção e degradação desse importante composto sinalizador. / In recent years, the gaseous free radical nitric oxide (NO) has emerged as an important signaling molecule in plant photomorphogenic response. NO production and degradation seems to include a wide range of biochemical routes; however, the relative importance of which one of the systems capable of regulating NO availability and toxicity in plant tissues remains elusive. Among all potential NO degradation and conjugation routes in plant tissues, it has been suggested that gluthathione (GSH) plays a key role in NO storage due to the formation of S-nitrosogluthathione (GSNO), being possible its subsequent degradation by the action of enzyme S-nitrosoglutathione reductase (GSNOR). In this work, we have investigated the light influence on NO metabolism during two plant developmental events characterized by the occurrence of plastidial differentiation: (I) seedling de-etiolation and (II) fruit ripening of tomato (Solanum lycopersicum). Besides the wild-type Micro-Tom (MT) genotype, the tomato photomorphogenic mutants aurea (au) and high pigment 1 and 2 (hp1 and hp2) were also employed in this study. During the de-etiolation of tomato seedlings, a progressive increment was observed in the NO endogenous levels and degradation rates as well as in the GSNOR activity. Under similar light conditions, light hypersensitive mutants exhibited more conspicuous increases in these parameters than those detected in the wild-type genotype. Feeding protein S-nitrosylation inhibitors and measurements of reactive oxygen species (ROS) production indicated that both S-nitrosothiols formation and NO interaction with ROS may to contribute for determining the NO removal capacity in photosynthetically active tissues of tomato. In fruits, a positive correlation was observed between nitrate reductase (NR) activity and the temporal pattern of NO production since both parameters exhibited increased levels in immature fruits. The ripening of theses fruits was accompanied by a transitory reduction in endogenous NO levels whereas its degradation rates were maintained reduced all over the ripening process, thereby suggesting the existence of a more stable NO reservoir such as GSNO or some other S-nitrosothiol. In general light signaling positively influenced both NO production and degradation in mature green tomato fruits. Altogether, the data obtained indicated that tomato NO metabolism is significantly influenced by light, which is able to simultaneous modulate both the production and degradation of this important signaling compound.

O desestiolamento vegetal envolve a conversão de etioplastos em cloroplastos maduros e plenamente funcionais, sendo desencadeado pela luz através de um processo multifacetado que se baseia em redes de sinalização endógenas diversificadas e altamente coordenadas. Acredita-se que hormônios vegetais ou outras moléculas sinalizadoras, tais como o radical livre óxido nítrico (NO), desempenham papel importante na regulação desse conjunto de respostas fotomorfogênicas. No presente estudo, buscamos investigar, de forma integrada, a influência do NO, do etileno e das auxinas na indução do acúmulo de pigmentos fotossintéticos e desenvolvimentos dos cloroplastos desencadeados pela luz em plântulas de tomateiro (Solanum lycopersicum). Por meio da determinação do padrão temporal de acúmulo de pigmentos fotossintéticos, diferenciação de etioplastos em cloroplastos, flutuações nos teores endógenos de NO e na atividade e estado de ativação da nitrato redutase (NR) em plântulas do tipo selvagem (cultivar Micro-Tom, MT) e de mutantes fotomorfogênicos (áurea and high pigment 1) mantidas sob escuro contínuo ou expostas às luzes monocromáticas vermelha e azul, pudemos constatar uma clara correlação positiva entre a produção de NO via NR e a indução do acúmulo de pigmentos e desenvolvimento dos cloroplastos em resposta à luz. Dando suporte à importância da NR como fonte biossintética de NO nas plântulas de tomateiro em processo de desestiolamento, constatou-se que as diferentes estratégias empregadas com o intuito de inibir a indução da atividade dessa enzima em resposta à luz resultaram em reduções consideráveis na produção endógena de NO. De modo interessante, tratamentos com NO estimularam o acúmulo de pigmentos e a diferenciação plastidial nas células cotiledonares do mutante áurea sob luz vermelha, indicando, portanto, que essa molécula sinalizadora seria capaz de complementar a deficiência partial na percepção da luz vermelha característica desse mutante deficiente em fitocromos. Em paralelo, um antagonismo mútuo entre o NO e o etileno foi evidenciado por meio de uma série de constatações. (i) O acúmulo de pigmentos e diferenciação de cloroplastos induzidos nas plântulas de tomateiro em resposta às luzes vermelha e azul coincidiram temporalmente com um aumento e diminuição nas emissões de NO e etileno, respectivamente. (ii) Enquanto o NO se mostrou estimulatório ao acúmulo de pigmentos, tratamentos com etileno gasoso ou com o seu precursor (o ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico, ACC) drasticamente inibiram o acúmulo de pigmentos em resposta às luzes vermelha ou azul. (iii) Plântulas em processo de desestiolamento tratadas com etileno ou ACC apresentaram níveis reduzidos de NO, ao passo que plântulas do mutante com baixa sensibilidade ao etileno Never ripe (Nr) exibiram teores de NO endógeno significativamente aumentados. (iv) Plântulas de Nr em processo de desestiolamento apresentaram incrementos consideráveis tanto na atividade total quanto no estado de ativação da NR, uma enzima produtora de NO. (v) NO exógeno reduziu drasticamente a emissão de etileno em plântulas do mutante áurea mantidas sob luz vermelha. Em contrapartida, diversas evidências revelaram um sinergismo mútuo entre auxinas e NO durante o processo de destiolamento em plântulas de tomateiro. (i) O acúmulo de NO em resposta à luz coincidiu com um aumento na ativação do promotor sintético responsivo à auxinas DR5 em plantas de MT expostas às luzes vermelha ou azul. (ii) A suplementação com NO gasoso reestabeleceu a reduzida ativação do promotor DR5 observada em plântulas de áurea sob luz vermelha. (iii) Os teores endógenos de NO foram drasticamente aumentados e diminuídos em plântulas do mutante com baixa sensibilidade à auxinas (diageotropica) e no mutante hipersensível à auxinas (entire), respectivamente. Em conjunto, os dados obtidos parecem indicar que durante a indução do acúmulo de pigmentos fotossintéticos e diferenciação de cloroplastos em plântulas estioladas de tomateiro as interações NO-etileno e NO-auxinas seriam controladas via mecanismos regulatórios de retroalimentação positiva e negativa, respectivamente; e, assim, tais relações hormonais desempenhariam papel importante na coordenação da transição dessas plântulas do estado estiolado para o desenvolvimento fotomorfogênico / The transition from etiolated to green seedlings involves the conversion of etioplasts into mature, functional chloroplasts via a multifaceted light-driven process comprising multiple and tightly coordinated endogenous signaling networks. Plant hormones and other signaling molecules, such as the free radical nitric oxide (NO), are believed to play important roles in controlling the acquisition of these photomorphogenic traits. In the present study, we investigated, in an integrated way, the influence of NO, ethylene and auxins on the light-evoked greening and chloroplast development in tomato (Solanum lycopersicum) seedlings. By determining the time course of photosynthetic pigments accumulation, etioplast-to-chloroplast differentiation, fluctuations in endogenous NO content and in nitrate reductase (NR) total activity and activation state in wild type (Micro-Tom cultivar, MT) and in photomorphogenic mutants (aurea and high pigment 1) seedlings maintained under continuous darkness or exposed to monochromatic red (RL) or blue light (BL), we evidenced a clearly positive correlation between the NO production via NR and the light-induced cotyledon greening and chloroplast maturation. Supporting a role for NR as an important biosynthetic source of NO in de- etiolating tomato seedlings, different strategies employed to inhibit the light-evoked increment in the activity of this enzyme successfully reduced the endogenous NO production. Interestingly, exogenous NO stimulated greening and chloroplast differentiation in cotyledon cells of áurea seedlings maintained under RL, thereby indicating that this signaling molecule might complement the partial deficiency in RL perception characteristic of this phytochrome-deficient mutant. In parallel, a mutual antagonism between NO and ethylene was evidenced by a number of findings. (i) RL- or BL-induced greening and chloroplast differentiation in tomato seedlings temporally coincided with increases and decreases in NO and ethylene emission, respectively. (ii) Whereas NO stimulated cotyledon greening, treatments with gaseous ethylene or its precursor (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid, ACC) severally impaired either RL- or BL-induced greening in MT. (iii) Ethylene- or ACC-treated de-etiolating seedlings presented significantly lower NO levels whereas the ethylene-insensitive Never ripe (Nr) mutant exhibited increased endogenous NO content. (iv) De-etiolating Nr seedlings exhibited increased total activity and activation state of the NO-generating enzyme NR. (v) Exogenous NO drastically reduced ethylene emission in au seedlings maintained under RL. On the other hand, a series of evidence indicated a mutual synergism between auxins and NO in de-etiolating tomato seedlings. (i) The light-induced NO accumulation coincided with an increased activation of the synthetic auxin-responsive promoter DR5 in both RL- and BL-exposed MT seedlings. (ii) Exogenous NO completely rescued the reduced activation of the DR5 promoter observed in au seedlings under RL. (iii) Endogenous NO was drastically decreased and increased in de-etiolating seedlings of auxin-insensitive (diageotropica) and auxin-hypersensitive (entire) tomato mutants, respectively. Taken together, these data reveal that negative and positive feedback regulatory loops orchestrate ethylene-NO and auxin-NO interactions during the light-triggered cotyledon greening and chloroplast differentiation in de-etiolating tomato seedlings, reinforcing the importance of these signaling molecules during the coordination of seedling transition from the etiolated state to photomorphogenic growth

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The quality of light can alter morphogenesis of plants through a series of processes mediated by light receptors, the use of nets with different spectral characteristics in the cultivation of certain vegetable crops has become very common in recent years. Against the great influence that the solar radiation on plants, accomplished this research with the objective of evaluating the effect of intensity and spectral quality of light transmitted through the netting photoselectives in the growth and development of curly lettuce plants, as well as in microclimatic elements in a protected environment. The experiment featured four microhabitats: control - without net, net-term Aluminet reflector; Chromatinet netting blue and red, all with 35% shading, fixed at 0.90 m above the bed cultivation. The study was conducted in two stages, the first assessing the effect of net in the development of lettuce seedlings cultivar 'Solaris' floating produced hydroponically in winter season, rated the characteristics: number of leaves, leaf area, and fresh biomass dried roots, stems and leaves, stem length, why shoot / root and specific leaf area, and the second step verifying the influence of nets in growth and development, as well as the anatomy and physiology of lettuce cultivars 'Vera' 'Vanda' and 'Solaris' hydroponically-type solution of laminar flow bench during final production. The growth evaluations were done every seven days in two cropping seasons, autumn and winter, and the parameters were evaluated: number of leaves, leaf area, stem length, fresh weight and dry leaf and root dry weight. At the end of the production cycle were evaluated the anatomical and physiological parameters, which were stomatal density and morphology as well as the pigment content in lettuce leaves. With these results it is evident that the different nets modify microclimatic elements, presenting differences spectral transmittance, absorbance and reflectance. In the seedling stage thermo-reflective and red mesh showed a higher accumulation of biomass in lettuce compared to the environment without net and blue net. At the stage of final production bench observed that the cultivation environment promotes anatomical and physiological changes in lettuce and the environment without shading net showed higher dry biomass. In both steps the experimental blue net showed lower development of lettuce compared to other environments. / A qualidade de luz pode alterar a morfogênese das plantas por meio de uma série de processos mediados por receptores de luz. A utilização de malhas com diferentes características espectrais no cultivo de algumas espécies olerícolas tornou-se muito comum nos últimos anos. Diante da grande influência que a radiação solar exerce sobre os vegetais, realizou-se esta pesquisa com o objetivo de avaliar o efeito da intensidade e da qualidade espectral da luz transmitida pelas malhas fotoseletivas no crescimento e desenvolvimento de plantas de alface crespa, assim como nos elementos microclimáticos em ambiente protegido. O experimento contou com quatro microambientes: testemunha sem malha; malha Aluminet termo-refletor; malha Chromatinet azul e malha Chromatinet vermelha, todas com 35% de sombreamento, fixadas a 0,90 m acima dos leitos de cultivo. O estudo foi conduzido em duas etapas distintas, a primeira avaliando o efeito das malhas no desenvolvimento de mudas de alface cultivar Solaris‟ produzidas em sistema hidropônico floating na estação do inverno, avaliado as características: número de folhas, área foliar, fitomassa fresca e seca de raízes, caules e folhas, comprimento do caule, razão parte aérea/raiz e área foliar específica, e a segunda etapa verificando a influência das malhas no crescimento e desenvolvimento, assim como na anatomia e fisiologia de plantas de alface cultivares Vera‟, Vanda‟ e Solaris‟ em sistema hidropônico do tipo fluxo laminar de solução na fase de bancada de produção final. As avaliações de crescimento foram feitas a cada sete dias em duas épocas de cultivo, outono e inverno, e os parâmetros avaliados foram: número de folhas, área foliar, comprimento do caule, fitomassa fresca e seca de folha e fitomassa seca de raiz. Ao final do ciclo de produção avaliou-se os parâmetros anatômicos e fisiológicos, que foram: morfometria e densidade estomática assim como o teor de pigmentos nas folhas de alface. Com os resultados obtidos fica evidente que as diferentes malhas modificam os elementos microclimáticos, apresentando diferenças espectrais de transmitância, absorbância e refletância. Na fase de muda as malhas termo-refletor e malha vermelha apresentaram maior acúmulo de fitomassa em plantas de alface comparado ao ambiente sem malha e malha azul. Na fase de bancada de produção final observou-se que o ambiente de cultivo promove alterações anatômicas e fisiológicas em plantas de alface e o ambiente sem malha de sombreamento apresentou maior acúmulo de fitomassa. Em ambos as etapas experimentais a malha azul apresentou menor desenvolvimento das plantas de alface comparado aos demais ambientes.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-02T15:05:38Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emiliana Licio Mereb - 2017.pdf: 2633385 bytes, checksum: 1abd0e2ce7a888be7e5a1703b59f061f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-02T15:05:53Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emiliana Licio Mereb - 2017.pdf: 2633385 bytes, checksum: 1abd0e2ce7a888be7e5a1703b59f061f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-02T15:05:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emiliana Licio Mereb - 2017.pdf: 2633385 bytes, checksum: 1abd0e2ce7a888be7e5a1703b59f061f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Phytochromes are protein pigments related to the qualitative and quantitative absorption of light by plants, translating it into biochemical signals that influence plant growth and development. In tomato, fri mutant shows deficiency in the phytochrome A, the mutant tri, deficiency phytochrome B1 and phyB2 mutant is deficient in phytochrome B2. In this paper we analyzed the effects of these changes when the cultivation of plants in the sun and shade treatments by analysis the growth and assimilates partition, photosynthetic rates (A), stomatal conductance (gs), transpiration (E), chlorophyll fluorescence and chlorophyll and carotenoid content in tomato mutants photomorphogenic fri, tri, phyB2 and wild genotype Moneymaker. The plants were grown in a greenhouse and featured throughout its development. The fri and tri mutant exhibited lower total leaf area than the other genotypes in both treatments. All genotypes were taller in shade treatment, and in these conditions the mutant tri presented greater height than the other genotypes. The photosynthetic rate was higher in sun condition, and phyB2 mutant subjected to shading exhibited higher A than the other genotypes. Under sunny conditions were observed lower amounts of chlorophyll a and carotenoid in the tri mutant compared to other genotypes. Fri and tri mutants showed lower potential quantum yield (Fv / Fm) and effective (Fq '/ Fm') of photosystem II in shade conditions. Lower values of Fq '/ Fm' were observed in tri mutant under shady when compared to other genotypes. In both treatments mutants showed higher dry biomass values of roots / total dry weight in relation to control genotype, and 130 DAE fri mutant exhibited reduction of this parameter. Assimilates allocation to 130 DAE in leaves was higher in fri mutants, tri, and phyB2 compared to the wild genotype, which showed the highest dry mass ratio of fruit / total dry mass compared to the mutants.. The area of the vessel element was for the fri mutant in comparison to the other genotypes. The stomatal density of the abaxial face was higher for the fri and phyB2 mutants in sun condition. The thickness of the adaxial epidermal cells, the paliquadic and spongy parenchyma, and the xylem thickness were greater in the sun condition in relation to the shade, greater in the sun condition in relation to the shade. It is concluded that the analyzed characteristics are influenced by specific phytochrome in the studied species and the action of phytochrome differs in sun and shade conditions. / Fitocromos são pigmentos proteicos relacionados com a assimilação qualitativa e quantitativa da luz pelas plantas, traduzindo-a em sinais bioquímicos capazes de influenciar o crescimento e desenvolvimento vegetal. Em tomateiros, o mutante fri, apresenta deficiência no fitocromo A, o mutante tri, deficiência de fitocromo B1 e o mutante phyB2 é deficiente no fitocromo B2. Neste trabalho foram analisados os efeitos dessas mutações quando do cultivo das plantas nos tratamentos sol e sombra, analisando aspectos morfométricos e partição de fotoassimilados, aspectos da anatomia foliar e caulinar, taxas de fotossíntese (A), condutância estomática (gs), transpiração (E), fluorescência da clorofila e conteúdo de clorofila e carotenoides de tomateiros mutantes fotomorfogenéticos fri, tri, phyB2 e o genótipo selvagem Moneymaker. As plantas foram cultivadas em casa de vegetação e caracterizadas ao logo do seu desenvolvimento. O mutante fri e tri obtiveram menor área foliar total que os demais genótipos em ambos os tratamentos. Todos os genótipos apresentaram-se maiores no tratamento sombra, e nestas condições o mutante tri apresentou maior altura que os demais genótipos. A taxa fotossintética foi maior na condição de sol, e o mutante phyB2 submetido ao sombreamento exibiu maior A que os demais genótipos. Em condições de sol foram observadas menores quantidades de clorofila a e carotenoides no mutante tri em relação aos demais genótipos. Os mutantes fri e tri exibiram menor rendimento quântico potencial (Fv/Fm) e efetivo (Fq’/Fm’) do fotossistema II em condições de sombra. Menores valores de Fq’/Fm’ foram observados no mutante tri sob sombreamento quando comparados aos demais genótipos. Em ambos os tratamentos os mutantes apresentaram maiores valores de biomassa seca das raízes/massa seca total em relação ao genótipo controle, e aos 130 DAE o mutante fri exibiu redução desse parâmetro. Alocação de fotoassimilados aos 130 DAE em folhas foi maior nos mutantes fri, tri, e phyB2 comparativamente ao genótipo selvagem, que deteve maior razão massa seca dos frutos/massa seca total em comparação aos mutantes. A área do elemento de vaso foi menor para o mutante fri em comparação aos demais genótipos. A densidade estomática da face abaxial foi maior para os mutantes fri e phyB2 na condição de sol. A altura das células epidérmicas da face adaxial, os parênquimas paliçádico e esponjoso e a espessura do xilema foram maiores na condição de sol em relação à sombra. Conclui-se que as características analisadas são influenciadas por fitocromos específicos na espécie estudada e que a ação dos fitocromos difere nas condições de sol e sombra.

O desestiolamento vegetal envolve a conversão de etioplastos em cloroplastos maduros e plenamente funcionais, sendo desencadeado pela luz através de um processo multifacetado que se baseia em redes de sinalização endógenas diversificadas e altamente coordenadas. Acredita-se que hormônios vegetais ou outras moléculas sinalizadoras, tais como o radical livre óxido nítrico (NO), desempenham papel importante na regulação desse conjunto de respostas fotomorfogênicas. No presente estudo, buscamos investigar, de forma integrada, a influência do NO, do etileno e das auxinas na indução do acúmulo de pigmentos fotossintéticos e desenvolvimentos dos cloroplastos desencadeados pela luz em plântulas de tomateiro (Solanum lycopersicum). Por meio da determinação do padrão temporal de acúmulo de pigmentos fotossintéticos, diferenciação de etioplastos em cloroplastos, flutuações nos teores endógenos de NO e na atividade e estado de ativação da nitrato redutase (NR) em plântulas do tipo selvagem (cultivar Micro-Tom, MT) e de mutantes fotomorfogênicos (áurea and high pigment 1) mantidas sob escuro contínuo ou expostas às luzes monocromáticas vermelha e azul, pudemos constatar uma clara correlação positiva entre a produção de NO via NR e a indução do acúmulo de pigmentos e desenvolvimento dos cloroplastos em resposta à luz. Dando suporte à importância da NR como fonte biossintética de NO nas plântulas de tomateiro em processo de desestiolamento, constatou-se que as diferentes estratégias empregadas com o intuito de inibir a indução da atividade dessa enzima em resposta à luz resultaram em reduções consideráveis na produção endógena de NO. De modo interessante, tratamentos com NO estimularam o acúmulo de pigmentos e a diferenciação plastidial nas células cotiledonares do mutante áurea sob luz vermelha, indicando, portanto, que essa molécula sinalizadora seria capaz de complementar a deficiência partial na percepção da luz vermelha característica desse mutante deficiente em fitocromos. Em paralelo, um antagonismo mútuo entre o NO e o etileno foi evidenciado por meio de uma série de constatações. (i) O acúmulo de pigmentos e diferenciação de cloroplastos induzidos nas plântulas de tomateiro em resposta às luzes vermelha e azul coincidiram temporalmente com um aumento e diminuição nas emissões de NO e etileno, respectivamente. (ii) Enquanto o NO se mostrou estimulatório ao acúmulo de pigmentos, tratamentos com etileno gasoso ou com o seu precursor (o ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico, ACC) drasticamente inibiram o acúmulo de pigmentos em resposta às luzes vermelha ou azul. (iii) Plântulas em processo de desestiolamento tratadas com etileno ou ACC apresentaram níveis reduzidos de NO, ao passo que plântulas do mutante com baixa sensibilidade ao etileno Never ripe (Nr) exibiram teores de NO endógeno significativamente aumentados. (iv) Plântulas de Nr em processo de desestiolamento apresentaram incrementos consideráveis tanto na atividade total quanto no estado de ativação da NR, uma enzima produtora de NO. (v) NO exógeno reduziu drasticamente a emissão de etileno em plântulas do mutante áurea mantidas sob luz vermelha. Em contrapartida, diversas evidências revelaram um sinergismo mútuo entre auxinas e NO durante o processo de destiolamento em plântulas de tomateiro. (i) O acúmulo de NO em resposta à luz coincidiu com um aumento na ativação do promotor sintético responsivo à auxinas DR5 em plantas de MT expostas às luzes vermelha ou azul. (ii) A suplementação com NO gasoso reestabeleceu a reduzida ativação do promotor DR5 observada em plântulas de áurea sob luz vermelha. (iii) Os teores endógenos de NO foram drasticamente aumentados e diminuídos em plântulas do mutante com baixa sensibilidade à auxinas (diageotropica) e no mutante hipersensível à auxinas (entire), respectivamente. Em conjunto, os dados obtidos parecem indicar que durante a indução do acúmulo de pigmentos fotossintéticos e diferenciação de cloroplastos em plântulas estioladas de tomateiro as interações NO-etileno e NO-auxinas seriam controladas via mecanismos regulatórios de retroalimentação positiva e negativa, respectivamente; e, assim, tais relações hormonais desempenhariam papel importante na coordenação da transição dessas plântulas do estado estiolado para o desenvolvimento fotomorfogênico / The transition from etiolated to green seedlings involves the conversion of etioplasts into mature, functional chloroplasts via a multifaceted light-driven process comprising multiple and tightly coordinated endogenous signaling networks. Plant hormones and other signaling molecules, such as the free radical nitric oxide (NO), are believed to play important roles in controlling the acquisition of these photomorphogenic traits. In the present study, we investigated, in an integrated way, the influence of NO, ethylene and auxins on the light-evoked greening and chloroplast development in tomato (Solanum lycopersicum) seedlings. By determining the time course of photosynthetic pigments accumulation, etioplast-to-chloroplast differentiation, fluctuations in endogenous NO content and in nitrate reductase (NR) total activity and activation state in wild type (Micro-Tom cultivar, MT) and in photomorphogenic mutants (aurea and high pigment 1) seedlings maintained under continuous darkness or exposed to monochromatic red (RL) or blue light (BL), we evidenced a clearly positive correlation between the NO production via NR and the light-induced cotyledon greening and chloroplast maturation. Supporting a role for NR as an important biosynthetic source of NO in de- etiolating tomato seedlings, different strategies employed to inhibit the light-evoked increment in the activity of this enzyme successfully reduced the endogenous NO production. Interestingly, exogenous NO stimulated greening and chloroplast differentiation in cotyledon cells of áurea seedlings maintained under RL, thereby indicating that this signaling molecule might complement the partial deficiency in RL perception characteristic of this phytochrome-deficient mutant. In parallel, a mutual antagonism between NO and ethylene was evidenced by a number of findings. (i) RL- or BL-induced greening and chloroplast differentiation in tomato seedlings temporally coincided with increases and decreases in NO and ethylene emission, respectively. (ii) Whereas NO stimulated cotyledon greening, treatments with gaseous ethylene or its precursor (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid, ACC) severally impaired either RL- or BL-induced greening in MT. (iii) Ethylene- or ACC-treated de-etiolating seedlings presented significantly lower NO levels whereas the ethylene-insensitive Never ripe (Nr) mutant exhibited increased endogenous NO content. (iv) De-etiolating Nr seedlings exhibited increased total activity and activation state of the NO-generating enzyme NR. (v) Exogenous NO drastically reduced ethylene emission in au seedlings maintained under RL. On the other hand, a series of evidence indicated a mutual synergism between auxins and NO in de-etiolating tomato seedlings. (i) The light-induced NO accumulation coincided with an increased activation of the synthetic auxin-responsive promoter DR5 in both RL- and BL-exposed MT seedlings. (ii) Exogenous NO completely rescued the reduced activation of the DR5 promoter observed in au seedlings under RL. (iii) Endogenous NO was drastically decreased and increased in de-etiolating seedlings of auxin-insensitive (diageotropica) and auxin-hypersensitive (entire) tomato mutants, respectively. Taken together, these data reveal that negative and positive feedback regulatory loops orchestrate ethylene-NO and auxin-NO interactions during the light-triggered cotyledon greening and chloroplast differentiation in de-etiolating tomato seedlings, reinforcing the importance of these signaling molecules during the coordination of seedling transition from the etiolated state to photomorphogenic growth

Ao longo dos últimos anos, o radical livre gasoso óxido nítrico (NO) vem ganhando destaque como uma importante molécula sinalizadora em respostas fotomorfogênicas em plantas. Sua produção e dagradação parecem incluir uma diversificada gama de rotas bioquímicas, entretanto, a importância relativa de cada um dos sistemas capazes de regular sua disponibilidade e toxidade nos tecidos vegetais ainda permanece pouco compreendida. Dentre as possíveis rotas de conjugação e degradação do NO em tecidos vegetais, postula-se que a glutationa (GSH) desempenhe um papel de destaque no armazenamento desse radical livre por meio da formação reversível da S-nitrosoglutationa (GSNO), sendo possível sua subsequente degradação através da ação da enzima S-nitrosoglutationa redutase (GSNOR). No presente trabalho investigamos a influência da luz sobre o metabolismo de NO em duas etapas de desenvolvimento vegetal caracterizados pela ocorrência de eventos de diferenciação plastidial: (I) o desestiolamento de plântulas e (II) o amadurecimento de frutos carnosos de tomateiro (Solanum lycopersicum). Além do genótipo selvagem Micro-Tom (MT), também foram utilizados os mutantes fotomorfogênicos aurea (au) e high pigment 1 e 2 (hp1 e hp2). Durante o desestiolamento das plântulas de tomateiro constatou-se um incremento progressivo tanto nos teores endógenos quando nas taxas de degradação de NO, bem como na atividade da enzima GSNOR. Sob condições luminosas similares, mutantes com respostas exageradas à luz apresentaram incrementos ainda mais evidentes nesses parâmetros do que aqueles observados no genótipo selvagem. A aplicação de inibidores de S-nitrosilação de proteínas, bem como a avaliação do conteúdo de espécies reativas de oxigênio (ROS) indicaram que tanto a formação de S-nitrosotiois quanto a interação do NO com ROS contribuíram para a determinação da capacidade de remoção de NO nos tecidos fotossinteticamente ativos de tomateiro. Em frutos, observou-se uma correlação positiva entre a atividade da enzima nitrato redutase (NR) e o padrão temporal de produção de NO, uma vez que ambos os parâmetros apresentaram maiores níveis em frutos imaturos. O amadurecimento desses frutos foi acompanhado por uma diminuição transitória dos conteúdos de NO ao passo que as taxas de degradação de NO mantiveram-se bastante reduzidas durante todo o processo de amadurecimento, sugerindo a existência de um estoque de NO na forma de GSNO ou algum outro S-nitrosotiol. A sinalização luminosa influenciou positivamente tanto a produção quanto a degradação de NO em frutos imaturos de tomateiro. Em conjunto, os resultados obtidos permitem concluir que o metabolismo do NO em tomateiro é fortemente controlado pela luz, a qual é capaz de modular conjuntamente as taxas de produção e degradação desse importante composto sinalizador. / In recent years, the gaseous free radical nitric oxide (NO) has emerged as an important signaling molecule in plant photomorphogenic response. NO production and degradation seems to include a wide range of biochemical routes; however, the relative importance of which one of the systems capable of regulating NO availability and toxicity in plant tissues remains elusive. Among all potential NO degradation and conjugation routes in plant tissues, it has been suggested that gluthathione (GSH) plays a key role in NO storage due to the formation of S-nitrosogluthathione (GSNO), being possible its subsequent degradation by the action of enzyme S-nitrosoglutathione reductase (GSNOR). In this work, we have investigated the light influence on NO metabolism during two plant developmental events characterized by the occurrence of plastidial differentiation: (I) seedling de-etiolation and (II) fruit ripening of tomato (Solanum lycopersicum). Besides the wild-type Micro-Tom (MT) genotype, the tomato photomorphogenic mutants aurea (au) and high pigment 1 and 2 (hp1 and hp2) were also employed in this study. During the de-etiolation of tomato seedlings, a progressive increment was observed in the NO endogenous levels and degradation rates as well as in the GSNOR activity. Under similar light conditions, light hypersensitive mutants exhibited more conspicuous increases in these parameters than those detected in the wild-type genotype. Feeding protein S-nitrosylation inhibitors and measurements of reactive oxygen species (ROS) production indicated that both S-nitrosothiols formation and NO interaction with ROS may to contribute for determining the NO removal capacity in photosynthetically active tissues of tomato. In fruits, a positive correlation was observed between nitrate reductase (NR) activity and the temporal pattern of NO production since both parameters exhibited increased levels in immature fruits. The ripening of theses fruits was accompanied by a transitory reduction in endogenous NO levels whereas its degradation rates were maintained reduced all over the ripening process, thereby suggesting the existence of a more stable NO reservoir such as GSNO or some other S-nitrosothiol. In general light signaling positively influenced both NO production and degradation in mature green tomato fruits. Altogether, the data obtained indicated that tomato NO metabolism is significantly influenced by light, which is able to simultaneous modulate both the production and degradation of this important signaling compound.

Submitted by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-10-03T17:25:05Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Laís Lima Nabuco Araújo - 2014.pdf: 1037857 bytes, checksum: c46e9ea58576efaed7579fbccc51c41e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-10-03T20:37:37Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Laís Lima Nabuco Araújo - 2014.pdf: 1037857 bytes, checksum: c46e9ea58576efaed7579fbccc51c41e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-03T20:37:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Laís Lima Nabuco Araújo - 2014.pdf: 1037857 bytes, checksum: c46e9ea58576efaed7579fbccc51c41e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-02-26 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / MORPHOPHYSIOLOGICAL CHARACTERISTICS, PRODUCTION AND COMPOSITION OF ESSENTIAL OIL IN LEAVES OF Tetradenia riparia (Hochst) Codd-LAMIACEAE CULTIVATED AT DIFFERENT LEVELS OF SHADING. Tetradenia riparia ( Hochst ) Codd- Lamiaceae, popularly known as incense, is used for diseases like malaria, angina, gastroenteritis , headaches , bronchitis , among other diseases. Its essential oil contains approximately 200 components. The diterpenoids have antimicrobial, antispasmodic and antitricomonas activity. Considering the importance of light on plant growth and development the present study aims to evaluate morphological and physiological characteristics and production and composition of essential oil of Tetardenia riparia cultivated at different levels of shading. For this, seedlings were propagated by stem cuttings and grown in mini-greenhouses completely covered with black polyethylene screens produced to provide 30%, 50% and 80 % of levels shading and also grown under open sky. Leaves were evaluated after 150 days of treatment. The plants under open sky had greater foliar blade thickness. Shaded plants had higher leaf area. There were no significant differences in stomata and trichomes in the abaxial epidermis. The highest oil yield occurred in plants grown with 30 % and 50 % shading treatments. The major component of the essential oil, regardless of the treatment, was the sesquiterpenic hydrocarbon 14 - hydroxy -9 - epi - (E) - caryophyllene. Many chemical compounds of the essential oil alter its content according to treatments and other compounds were only observed at specific levels of shading. The total content of chlorophyll, chlorophyll “a” and carotenoids was higher in 50% and 80% treatment shading. The levels of chlorophyll “b” and a / b ratio did not change in different treatments. The different treatments did not change values of ash. The lipid content was lower in the treatment of 80% and increased protein and nitrogen content in 50% and 80% treatment shading. / CARACTERÍSTICAS MORFOFISIOLÓGICAS, PRODUÇÃO E COMPOSIÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL EM FOLHAS DE Tetradenia riparia (Hochst) Codd- LAMIACEAE CULTIVADA EM DIFERENTES NÍVEIS DE SOMBREAMENTO. Tetradenia riparia (Hochst) Codd- Lamiaceae, conhecida popularmente como incenso, é uma planta empregada para doenças como malária, angina, gastroenterites, dores de cabeça, bronquite, dentre outras doenças. Seu óleo essencial contém aproximadamente, 200 componentes. Os diterpenóides apresentam atividade antimicrobiana, antiespasmódica e antitricomonas. Considerando a importância da luz sobre o crescimento e desenvolvimento das plantas, o presente estudo tem como objetivo avaliar características morfofisiológicas, produção e composição de óleo essencial de Tetradenia riparia cultivada em diferentes níveis de sombreamento. Para isso, as mudas foram propagadas por estaquia e cultivadas em mini-casas de vegetação completamente cobertas com telas de polietileno pretas produzidas para proporcionar níveis de sombreamento de 30%, 50% e 80% e também a pleno sol o que corresponde aos tratamentos. Folhas foram avaliadas após 150 dias de tratamento. As plantas submetidas a pleno sol tiveram maior espessura do limbo foliar. As plantas cultivadas à sombra tiveram maior área foliar. Não houve diferenças significativas na densidade de estômatos e tricomas na epiderme abaxial. O maior rendimento de óleo essencial ocorreu nas plantas cultivadas nos tratamentos de 30% e 50% de sombreamento. O componente majoritário do óleo essencial das folhas, independente dos tratamentos a que as plantas foram submetidas foi o hidrocarboneto sesquiterpênico 14-hidróxi-9-epi-(E)- cariofileno. Muitos compostos químicos do óleo essencial alteraram o seu teor em função dos tratamentos e outros compostos só foram observados em níveis específicos de sombreamento. O teor de clorofila “a”, total e carotenoides foram maiores nos tratamentos de 50% e 80% de sombreamento. Os teores de clorofila “b” e razão a/b não sofreram alterações nos diferentes tratamentos. Os diferentes níveis de luminosidade não alteraram valores de cinzas. O teor de lipídios foi menor no tratamento de 80% e o teor de proteínas e nitrogênio aumentou com 50% e 80% de sombreamento.