Made available in DSpace on 2015-03-26T13:39:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 414160 bytes, checksum: d319d06d5743824c04822c602810376e (MD5) Previous issue date: 2009-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of good quality seeds in the current agricultural scenery is without a doubt an important, if not, the most important factor to obtain the success desired for any cultivated crop. Therefore, starting from this point, this research had as objectives to establish appropriate methodology to the germination test in seeds of pinhão manso, with views to its validation and inclusion in the RAS, besides trying the to adjust a methodology for the accelerated aging test for the evaluation of pinhão manso seeds vigor. For so much two experiments were conducted for 18 months in the routine laboratory in seeds of the Federal University of Viçosa seeking to reach the proposed objectives. The first experiment to be accomplished was the adjustment of the methodology for the germination test, where four lots of pinhão manso seeds obtained in different harvested times, this seeds were treated with fungicidal product and submitted to the germination in different substrates (sand and paper) and temperatures (20, 25, 30 and 20-30ºC). Daily counting of the number of normal seedlings obtained during the period of the experiment were made in order to establish the best time to carry out the first and final counting. The completely randomized design with four replicates in a subdivided plot design was adopted to carry out the experiment, comparing the means obtained with the treatments by the test of Tukey at level of 5% of probability. In the second experiment were also used four lots of seeds of pinhão manso obtained from parceled harvests, demonstrating high initial germination, where these lots were submitted to the following tests: germination, first germination count, germination at low temperature, cold test in paper towel (10ºC/7 days and 25ºC /5 days) and percentage and index of emergency, besides the accelerated aging test at 100% UR in the temperatures of 42 and 45ºC for 48, 72 and 96 hours. It can be concluded with this work that both substrates used to the germination test can be adopted to conduct the test. The temperatures that best expressed the germination potential in seeds of pinhão manso were the 25 and 30ºC, and best period to carry out the of the first and final germination count are at seven and 12 days after the begin of the test. The best combination found to conduct the accelerating aging test is conducting at 42ºC for 48 hours, and when the seeds were exposed to the temperature of 45ºC for 96 hours it caused deterioration of the seeds, making it unviable to the classification in levels of vigor. / A utilização de sementes de qualidade no atual cenário agrícola é sem dúvidas um dos principais, se não, o principal fator para obtenção do sucesso. A pesquisa teve como objetivos estabelecer metodologia adequada para a condução do teste de germinação em sementes de pinhão manso, com vistas à sua validação e inclusão nas Regras para Análise de Sementes (RAS), além de adequar a metodologia para o teste de envelhecimento acelerado. Para tanto, foram conduzidos dois experimentos no laboratório de rotina em sementes da Universidade Federal de Viçosa. Primeiramente, realizou-se o experimento de adequação da metodologia para a condução do teste de germinação. Para tanto, foram utilizadas sementes de quatro lotes de pinhão manso, tratadas com produto fungicida e submetidas à germinação em diferentes substratos (areia e papel) e temperaturas (20, 25, 30 e 20-30ºC). Realizaram-se contagens diárias do número de plântulas normais obtidas para se estabelecer a época mais adequada para a realização das contagens inicial e final do teste. Adotou-se o delineamento inteiramente casualizado, em esquema de parcela subdivida, com quatro repetições, comparando as médias obtidas com os tratamentos pelo teste de Tukey, ao nível de 5% de significância. Para o segundo experimento, também foi utilizado quatro lotes de sementes, que foram submetidos aos seguintes testes: germinação, primeira contagem de germinação, germinação a baixa temperatura, teste de frio (10ºC/7 dias e a 25ºC/5 dias) e percentagem e índice de emergência, além do teste de envelhecimento acelerado a 100% UR nas temperaturas de 42 e 45ºC, por 48, 72 e 96 horas. Conclui-se que para a obtenção do valor máximo de germinação das sementes de pinhão manso, o teste de germinação deve ser conduzido nas temperaturas de 25 e 30ºC em ambos os substratos e que a primeira e a última contagem do teste de germinação devem ser realizadas aos sete e doze dias após o inicio do teste, respectivamente. Em relação ao segundo experimento, se concluí que o teste de envelhecimento acelerado é eficiente para a classificação dos lotes de sementes de pinhão manso em níveis de vigor, tendo, as combinações de 42 e 45ºC com 100% UR, por 48 horas, como as melhores para a condução do teste. Verificou-se também, que a temperatura de 45ºC por 96 horas ocasiona a deterioração das sementes não permitindo a sua classificação em níveis de vigor.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:39:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 904676 bytes, checksum: 4300f9baf42cbd733adbef5d012aab22 (MD5) Previous issue date: 2012-08-06 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Despite its potential, the physic nut (Jatropha curcas L.) is still in domestication and the increase of its viability depends on a quantitative yield increase. The uneven fruit maturation and the low yield have been considered as the main limitations of this crop. The objectives of this study were to characterize the yield potential and to estimate the genetic parameters of the grain yield components of physic nut half-sibs families at the 20, 30 and 40 years after planting, in order to quantify the genetic progress with the plant selection. With this objective 16 half-sibs families were evaluated using a randomized block design with three blocks and eight replications. The following traits were evaluated: grain yield, number of bunches per plant, number of fruits per bunch, maturation index, height and projection of plant crowns. The grain yield traits showed predominant genetic control. However, the environmental effect was determinant to the fruit maturation and management strategies have higher potential to improve this trait. The genetic progress with the vegetative propagation of the selected genotypes was 33.3%, 41.6% and 56.7% at the 20, 30 and 40 years after planting, respectively. The genetic progress estimated with the vegetative propagation of the superior genotypes indicates that the non-additive genetic variance have lower importance to the trait expression. The development of new materials may consider strategies for increase of the genetic variability, as breeding among divergent plants with better agronomic traits. Key words: Jatropha curcas L., estimates genetic parameters, biodiesel production. / Apesar das suas potencialidades, o pinhão-manso (Jatropha curcas L.) encontra-se em processo de domesticação e o incremento da sua viabilidade econômica, social e ambiental depende de um incremento quantitativo de produtividade. A maturação desuniforme dos frutos e a baixa produtividade de grãos têm limitado a utilização desse cultivo para a produção de biodiesel. Os objetivos deste trabalho foram caracterizar o potencial produtivo e estimar os parâmetros genéticos e o progresso com seleção de componentes de produção de famílias de meias irmãs de pinhão-manso, no 20, 30 e 40 anos pós-plantio. Avaliaram-se 16 famílias de meias irmãs em blocos casualizados, com três blocos e oito repetições. As seguintes características foram avaliadas: produção de grãos, número de cachos por planta, número de frutos por cacho, maturação dos frutos, altura e projeção de copa das plantas. Os principais componentes da produção dessa oleaginosa apresentaram controle genético predominante. No entanto, o efeito ambiental foi o principal determinante da uniformidade de maturação dos frutos, desta forma, estratégias de manejo têm maior potencial para impactar na concentração da produção de frutos dessa oleaginosa. O progresso genético da produção de grãos com a propagação vegetativa das plantas selecionadas foi de 33,3%, 41,6% e 56,7% no 20, 30 e 40 anos pós-plantio, respectivamente. O ganho de seleção obtido com a propagação vegetativa das plantas selecionadas indica que os componentes não aditivos da variância apresentam menor influência na resposta das características. O desenvolvimento de novos materiais deve considerar estratégias de geração de variabilidade utilizando cruzamentos entre plantas divergentes e de melhores características agronômicas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Plantas de pinhÃo-manso (Jatropha curcas) e de mamona (Ricinus communis) tÃm sido exploradas agronomicamente para fins de produÃÃo de biocombustÃveis, principalmente em regiÃes secas e quentes do semiÃrido do nordeste brasileiro. Estas espÃcies sÃo nativas de regiÃes tropicais e evoluÃram em resposta Ãs condiÃÃes abiÃticas adversas como alta temperatura e luz, seca e salinidade. Neste trabalho, partimos da principal hipÃtese de que plantas jovens de Jatropha curcas e de Ricinus communis possuem respostas anÃlogas de aclimataÃÃo da fotossÃntese e nos mecanismos de fotoproteÃÃo em resposta Ãs condiÃÃes de estresses abiÃticos. Para isso, os principais objetivos deste trabalho foram conhecer, analisar, descrever e discutir as principais respostas da fotossÃntese e os principais mecanismos de fotoproteÃÃo, como a dissipaÃÃo de excesso de energia na forma de calor, fotorrespiraÃÃo, drenos alternativos de elÃtrons e o metabolismo antioxidativo em plantas jovens de pinhÃomanso e mamona submetidas à condiÃÃes de estresses abiÃticos. Este trabalho foi divido em quatro capÃtulos. O capitulo I trata de uma revisÃo de literatura e estado da arte dos principais tÃpicos abordados ao longo do estudo. O capÃtulo II, na forma de artigo, teve como objetivo principal conhecer e discutir as principais respostas das trocas gasosas e fotoquÃmica dessas duas espÃcies em resposta a variaÃÃes nas condiÃÃes ambientais como o aumento de luz, concentraÃÃo interna de CO2, dÃficit de pressÃo de vapor (DPV), temperatura foliar e ao longo de um dia tÃpico em condiÃÃes de uma regiÃo semiÃrida. Foi claramente demonstrado nesse estudo que plantas de R. communis, quando bem hidratadas, possuem uma maior eficiÃncia fotossintÃtica, dada principalmente pela sua alta taxa de transpiraÃÃo e condutÃncia estomÃtica em comparaÃÃo a plantas jovens de J. curcas. No entanto, em condiÃÃo de seca, seja por suspenÃÃo de rega ou alto dÃficit de pressÃo de vapor, plantas jovens de J. curcas se mostraram mais eficientes na assimilaÃÃo de CO2 quando comparadas com R. communis. Os dados demonstraram ainda que as duas espÃcies estudadas possuem diferentes respostas aclimatativas da fotossÃntese sob condiÃÃes estressantes ou Ãtimas durante a fase inicial de crescimento. O capÃtulo III teve como objetivo demonstrar as diferenÃas nas principais respostas aclimatativas dessas duas espÃcies em condiÃÃo de seca e sua relaÃÃo com a tolerÃncia a esse estresse entre as duas espÃcies estudadas. Foi demonstrado que ambas as espÃcies apresentaram limitaÃÃes estomÃticas e metabÃlicas da fotossÃntese em condiÃÃo de seca, e que essas duas espÃcies apresentam diferentes respostas em termos de dissipaÃÃo de excesso de energia e drenos alternativos de elÃtrons para aliviar a produÃÃo de espÃcies reativas do oxigÃnio no cloroplasto, prevenindo a foto-oxidaÃÃo. As plantas de mamona sÃo mais sensÃveis à seca do que plantas jovens de pinhÃo manso. AlÃm disso, o quenching nÃo fotoquÃmico (NPQ) à um importante mecanismo para a tolerÃncia à seca de J. curcas enquanto que R. communis por nÃo possuir um NPQ tÃo eficiente necessita investir em outros drenos alternativos de elÃtrons para dissipar o excesso de energia. No quarto e Ãltimo capÃtulo, foram avaliadas as respostas aclimatativas da fotossÃntese de plantas jovens de pinhÃo manso e de mamona submetidas ao estresse salino. O tratamento salino imposto aumentou o dano de membrana apenas em folhas de pinhÃo-manso. O conteÃdo de osmÃlitos orgÃnicos compatÃveis aumentou em ambas as espÃcies expostas à salinidade. Plantas de mamona apresentaram, principalmente, restriÃÃes estomÃticas da fotossÃntese, devido à reduÃÃo na pressÃo parcial interna de CO2 (Ci) e por nÃo apresentar reduÃÃo na atividade de Rubisco. No entanto, plantas de pinhÃo-manso expostas à salinidade apresentaram restriÃÃes estomÃticas e metabÃlicas na fotossÃntese, demonstrado pelo aumento do Ci e restriÃÃo na atividade de Rubisco. Plantas de mamona expostas à salinidade apresentaram maior assimilaÃÃo de nitrato e maior fotorrespiraÃÃo, comparada com plantas de pinhÃo-manso sob condiÃÃo de estresse salino. No entanto, o pinhÃo-manso apresentou maior dissipaÃÃo e excesso de energia na forma de calor (NPQ). Como conclusÃo, nossos dados sugerem que as duas espÃcies estudadas empregam diferentes mecanismos para dissipar o excesso de energia na cadeia transportadora de elÃtrons (CTE) do cloroplasto, prevenindo a fotoinibiÃÃo e danos foto-oxidativos. / Plants of Jatropha curcas and Ricinus communis have been exploited for agronomic production of biofuels, especially in hot and dry regions of semiarid at northeastern Brazil. These species are native to tropical and evolved in response to adverse abiotic conditions such as high temperature, drought, salinity and light. In this work, we start with the main hypothesis that saplings of Jatropha curcas and Ricinus communis have analogous mechanisms of acclimation of photosynthesis and photoprotection in response to abiotic stress conditions. For this, the main objectives of this work were to analyze, describe and discuss responses of photosynthesis and important photoprotection mechanisms such as dissipation of excess energy as heat, photorespiration, alternative electron sinks and antioxidant metabolism in young plants of physic nut and castor bean subjected to abiotic stress conditions. This work was divided into four chapters. The chapter I is a review of the literature and state of art of the main topics covered throughout the study. Chapter II, in the form of paper, aimed to meet and discuss the main responses of gas exchange and photochemistry of these two species in response to changes in environmental conditions such as increased lighting, internal CO2 concentration, vapor pressure deficit, leaf temperature and over a typical day in terms of a semiarid region. It has been clearly demonstrated in this experiment that R. communis plants, when well hydrated, have a higher photosynthetic efficiency given mainly by its high transpiration rate and stomatal conductance compared to young plants of J. curcas. However, in dry condition, by watering suspension or high DPV, J. curcas young plants are more efficient in CO2assimilation compared with R. communis. The data showed that the two species have different responses of photosynthesis under optimal or stressful conditions during the early growth stages. Chapter III aimed to demonstrate the differences in the main responses of these two species under drought conditions and its relation to stress tolerance between the two studied species. It has been shown that both species showed stomatal and metabolic limitations of photosynthesis under drought conditions. And that these two species showed different responses in terms of excess energy dissipation and alternative electron sinks of CTE to alleviate the chloroplast ROS production, preventing photo-oxidation. In addition, it has been shown that castor bean plants are more sensitive to drought than J. curcas. Moreover, the NPQ is an important mechanism for drought tolerance of J. curcas whereas R. communis for not having a so efficient NPQ need to invest in other alternative electron sinks to dissipate the excess energy. In the fourth and final chapter, we evaluated the responses of photosynthesis of J. curcas and R. commnuis young plants exposed to salt stress. The salt treatment increased membrane damage only in leaves of J. curcas. The content of organic compatible osmolytes increased in both species exposed to salinity. Castor bean plants had mainly stomatal limitations of photosynthesis due to fall in Ci and by the maintaining in Rubisco activity. However, J. curcas plants exposed to salinity showed stomatal and metabolic restrictions on photosynthesis, demonstrated by the increase in Ci and a drop in Rubisco activity. Castor bean plants exposed to salinity showed higher nitrate assimilation and photorespiration, compared with J. curcas plants under salt stress condition. However, J. curcas had higher dissipation and excess energy as heat (NPQ). In conclusion, our data suggest that both species employ different mechanisms to dissipate excess energy in the CTE of the chloroplast, preventing photoinhibition and photo-oxidative damage.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Jatropha curcas L. is a plant native to America and belongs to the Euphorbiaceae family. Currently it is gaining economical interest mainly because it is an oilseed crop with potential to produce biodiesel. However, presence of phorbol esters (a class of diterpenes) that are the major toxic constituents of the seeds, limits a better usage of the plant, by making the use of the residue, obtained after the oil extraction from the seeds, unfeasible for animal feed, due to its pro-carcinogenic activity and inflammatory action. Proteomic analysis of the plastids isolated from developing seeds of Jatropha is important because the synthesis of fatty acid as well as phorbol esters, the two most attractive compounds in the study of Jatropha curcas, occur in plastids. Proteomic analysis of this organelle is crucial to better understand and explore not only the biosynthetic pathway of these two compounds but other metabolic pathways , and addtionaly providing foundation for researchs that aimed to develope genotypes with more suitable characteristics for industrial applications. In this study, we performed a proteomic analysis of plastids isolated from the endosperm of developing Jatropha curcas seeds that were in the initial stage of deposition of protein and lipid reserves. Proteins extracted from the plastids were digested with trypsin, and the peptides were applied to an EASY-nano LC system coupled online to an ESI-LTQ-Orbitrap Velos mass spectrometer, and this led to the identification of 1103 proteins representing 804 protein groups, of which 923 were considered as true identifications, and this considerably expands the repertoire of J. curcas proteins identified so far. Of the identified proteins, only five are encoded in the plastid genome, and none of them are involved in photosynthesis, evidentiating the nonphotosynthetic nature of the isolated plastids. Homologues for 824 out of 923 identified proteins were present in three different plastids proteins databases i.e. PPDB, SUBA and PlProt, while homologues for 13 proteins were not found in any of these three databases but were marked as plastidial by at least one of the three prediction programs used (TargetP, ChloroP and PlantMPloc). Functional classification showed that proteins belonging to amino acids metabolism comprise the main functional class, followed by carbohydrate, energy, and lipid metabolisms. The small and large subunits of Rubisco were identified, and their presence in plastids is considered to be an adaptive feature counterbalancing for the loss of one-third of the carbon as CO2 as a result of the conversion of carbohydrate to oil through glycolysis. While several enzymes involved in the biosynthesis of several precursors of diterpenoids were identified, we were unable to identify any terpene synthase/cyclase, which suggests that the plastids isolated from the endosperm of developing seeds do not synthesize phorbol esters. In conclusion, this study provides insights into the major biosynthetic pathways and certain unique features of the plastids from the endosperm of developing seeds at the whole proteome level. / O pinhÃo manso (Jatropha curcas L.) à uma planta nativa da AmÃrica, pertencente à famÃlia Euphorbiaceae. Atualmente, ela desperta interesse econÃmico principalmente por se tratar de uma oleaginosa com potencial para a produÃÃo de biodiesel. Entretanto, a presenÃa de Ãsteres de forbol (uma classe de diterpeno), que sÃo os principais constituintes tÃxicos das sementes, limita uma melhor utilizaÃÃo dessa planta, por inviabilizar o uso do resÃduo de extraÃÃo do Ãleo das sementes na alimentaÃÃo animal, bem como, por apresentar atividade prÃ-carcinogÃnica e aÃÃo inflamatÃria. A anÃlise proteÃmica de plastÃdeos, isolados de sementes em desenvolvimento de pinhÃo manso, à uma importante vertente de estudo, pois tanto a sÃntese de Ãcidos graxos como dos Ãsteres de forbol, os dois compostos mais atrativos no estudo de Jatropha curcas, ocorrem nos plastÃdeos. O estudo proteÃmico dessa organela torna-se crucial para melhor compreender e explorar nÃo somente as vias biossintÃticas desses dois compostos, como de outras vias metabÃlicas, alÃm de proporcionar um conjunto de dados que pode ser utilizado em pesquisas voltadas para o desenvolvimento de genÃtipos com caracterÃsticas mais adequadas para aplicaÃÃes industriais. No presente trabalho, realizou-se uma anÃlise proteÃmica de plastÃdeos isolados do endosperma de sementes em desenvolvimento do pinhÃo manso, que estavam nos estÃgios iniciais de deposiÃÃo de lipÃdios e proteÃnas de reserva (25-30DAA), confirmados por meio de anÃlises histolÃgica e histoquÃmica. As proteÃnas extraÃdas dos plastÃdeos foram digeridas com tripsina e os peptÃdeos foram aplicados no sistema de nano-LC EASYII acoplado online ao espectrÃmetro de massa nano ESI LTQ-Orbitrap velos, o que resultou na identificaÃÃo 1103 proteÃnas, representando 804 grupos de proteÃnas, dos quais 923 foram consideradas identificaÃÃes verdadeiras. Isso expandiu consideravelmente o repertÃrio de proteÃnas do pinhÃo manso atà agora identificas. Dentre as proteÃnas identificadas, apenas 5 sÃo codificadas pelo genoma plastidial, e nenhuma delas està envolvida na fotossÃntese, o que evidencia a natureza nÃo fotossintÃtica dos plastÃdeos isolados. HomÃlogos de 824, dentre as 923 proteÃnas identificadas, estavam presentes nos bancos de dados PPDB, SUBA e PlProt, enquanto homÃlogos para 13 proteÃnas nÃo foram encontrados em nenhum dos trÃs bancos de dados plastidiais, mas foram detectados como plastidiais por pelo menos um dos trÃs programas de prediÃÃo de localizaÃÃo subcelular utilizados (TargetP, ChloroP, PlantMPloc). A classificaÃÃo funcional mostrou que a maioria das proteÃnas identificadas pertencia ao metabolismo dos aminoÃcidos, seguido dos metabolismos dos carboidratos, energÃtico e dos lipÃdios. As subunidades maiores e menores da Rubisco foram identificadas, e sua presenÃa nos plastÃdeos foi considerada uma caracterÃstica adaptativa para contrabalancear a perda de um terÃo do carbono na forma de CO2 como um resultado da conversÃo de carboidratos em Ãleo atravÃs da glicÃlise. Apesar de enzimas envolvidas na biossÃntese de diversos precursores dos diterpenÃides terem sido identificadas, nÃo foi detectado nenhuma terpeno sintase/ciclase, o que sugere que os plastÃdeos isolados do endosperma de sementes em desenvolvimento nÃo sintetizam Ãsteres de forbol, apesar de uma grande quantidade desse composto ser encontrada neste tecido. Como conclusÃo, o presente trabalho proporciona insights sobre as principais vias biossÃntÃticas, e sobre caracterÃsticas peculiares dos plastideos isolados do endosperma de sementes em desenvolvimento.

O pinhão-manso (Jatropha curcas L) é uma espécie da família da Euforbiácea que tem se destacado por ser uma planta perene, rústica e com elevada produção de óleo. A avaliação dos efeitos da poda e da irrigação no crescimento e produção do pinhão-manso é relevante para o manejo de um cultivo com essa espécie. Este estudo teve como objetivo principal avaliar os efeitos de diferentes tipos de poda e manejos hídricos no cultivo do pinhão-manso em Piracicaba, SP. O experimento foi conduzido na área experimental do Departamento de Engenharia de Biossistemas (ESALQ/USP), com plantas de quatro anos de idade dispostas em espaçamento 3 x 4 m, totalizando 833 plantas ha-1. Os tratamentos foram arranjados de forma aleatória em blocos compostos de quatro repetições, sendo que os fatores foram constituídos de dois manejos hídricos (irrigado e sem irrigação) e três tipos de poda, sendo P1 (sem poda), P2 (1,5 m de altura x 1,5 m de diâmetro de copa) e P3 (poda a 2 m de altura e 1,5 m de diâmetro da copa). A irrigação teve influência no diâmetro da copa, nas taxas de crescimento absoluto em altura e diâmetro, na taxa de crescimento relativo em diâmetro e nas variáveis produtivas. O fator poda apresentou diferenças em todas as variáveis de crescimento, sendo a poda drástica (P2) a que exibiu as maiores taxas médias de crescimento. As plantas irrigadas apresentaram os maiores rendimentos por planta e por hectare. A análise de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN de 1H) revelou que a irrigação e a poda não influenciaram o teor de óleo nas sementes de pinhão-manso. Em relação ao perfil graxo, a irrigação teve influência em plantas submetidas a poda drástica (P2), de modo que a ausência de irrigação favoreceu o maior acúmulo de ácido oleico no óleo. Pela análise energética, observou-se que os fertilizantes foram os insumos com maior participação na demanda energética (42,57 GJ ha-1) para os dois sistemas estudados, seguido dos combustíveis (32,96 GJ ha-1). A área irrigada consumiu 100,4 GJ ha-1, sendo 16% devido ao acionamento do pivô central. A energia bruta dos frutos de pinhão-manso foi de 69,82 e 45,31 GJ ha-1 para o sistema irrigado e o sem irrigação, respectivamente. O balanço energético (BE) para as duas áreas foi negativo e a lucratividade energética (EROI) foi de 0,63 para a área irrigada e 0,49 para a área sem irrigação, evidenciando a ineficiência e a não sustentabilidade do cultivo de pinhão-manso nas condições deste estudo para geração de energia. / Jatropha (Jatropha curcas L) is a species from Euforbiácea family that has been widely studied because of some particular characteristics such as being a perennial plant, its rusticity and the high oil production. The evaluation of pruning and irrigation on growth development and yield of jatropha is very important for the culture management. The objective of this study was to evaluate the effects on jatropha under different types of pruning and water management in Piracicaba, SP. The experiment was conducted in the experimental area of the Department of Biosystems Engineering (ESALQ/USP) during the fourth year crop growing and with 3 x 4 m planting spacing, totalizing 833 plants ha-1. The treatments were randomly arranged in blocks with two water management (irrigation and rainfed) and three pruning types (P1, no pruning; P2, with 1.5 m height x 1.5 m canopy diameter and; P3, with 2.0 height x 1.5 m canopy diameter). In each block, there were three pruning types with 4 blocks in each water management. Irrigation have influenced the canopy diameter values, absolute growth rates for height and canopy diameter, relative growth rate for canopy diameter and yield parameters., pruning management have influenced in all growth parameters, with drastic pruning (P2) representing the highest average growth rates. The irrigation have showed the highest yield per plant and per hectare. The analysis of Nuclear Magnetic Resonance of hydrogen (1H NMR) have shown that the irrigation and pruning have not influenced the oil content on jatropha seeds. Regarding the fatty profile, the irrigation management have influenced only the P2, since that no irrigation have influenced to largest accumulation of oleic acid in the oil. In energy analysis, it was noted that fertilizers were the inputs with the largest participation in energy input (42.57 GJ ha-1) for both water management, followed by fuels (32.96 GJ ha-1). The irrigated area consumed 100.4 GJ ha-1 energy, representing 16% due to the central pivot usage. The gross energy of jatropha fruits was 69.82 and 45.31 GJ ha-1 for irrigated and rainfed system, respectively. The energy balance for the two areas was negative and the energy return over investment, with 0.63 and 0.49 for irrigated and rainfed, respectively, have showed the inefficiency and unsustainability of jatropha cultivation to generate energy.

In Brazil, the discussion about the change in the energy matrix is gaining a bigger dimension. In this context appear the interest in studying plant species such as physic nut (Jatropha curcas L.), because it is an oilseed crop that has major socio economic potential for the biodiesel production. This way, arises the need to produce large quantity of seedlings selected from superior mother plants. The aim of this study was to evaluate the influence of growth regulators on in vitro establishment and callus induction in physic nut (Jatropha curcas L.). Leaf segments of selected mother plants of accession JCUFS-012 of the active germplasm bank of the UFS were used as explant source. The plants were grown in a greenhouse with white screen. In this work we evaluated the effect of sodium hypochlorite concentrations, time of immersion of explants types and concentrations of the plant regulators BAP, IBA, NAA, 2,4-D, IAA and kinetin on in vitro establishment, callus induction and anatomy of the tissues during organogenesis of physic nut. For in vitro establishment and regeneration we recommend the use of 0.5% of sodium hypochlorite for 5 minutes for the disinfestation of leaf explants of physic nut. Explants from leaf number 3 (the third leaf from the apex to the base, 9.4 cm wide and 10.0 cm length), are the most effective for callus induction. The use of MS medium supplemented with BAP (0.5-1.0 mg L-1) and IBA (0.5 mg.L-1) is essential for induction of compact callus in physic nut. Histological analysis showed formation of developed adventitious buds, with cambium connection with the callus tissues, evidencing indirect organogenesis. / No Brasil a discussão a respeito da mudança na matriz energética vem ganhando uma maior dimensão, neste cenário surge o interesse em estudar espécies vegetais, tais como o pinhão-manso (Jatropha curcas L.) por ser uma oleaginosa que apresenta importante potencial sócio econômico para a produção do biodiesel. Sendo assim surge a necessidade de produção de grande quantidade de mudas selecionadas a partir de matrizes superiores. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de reguladores de crescimento no estabelecimento in vitro e indução de calos em pinhão-manso (Jatropha curcas L.). Foram utilizados como fonte de explantes segmentos foliares de plantas matrizes provenientes do acesso JCUFS-012 do banco ativo de germoplasma da UFS, cultivadas em estufa agrícola com tela clarite. No presente trabalho avaliou-se o efeito de concentrações de hipoclorito de sódio e tempo de imersão, tipos de explantes e concentrações dos fitorreguladores BAP, AIB, ANA, 2,4-D, AIA e cinetina, no estabelecimento in vitro, na indução de calos em pinhão-manso e a anatomia dos tecidos durante o processo de calogênese. Para o estabelecimento e regeneração in vitro, recomenda-se o uso da concentração de 0,5% de hipoclorito de sódio por 5 minutos para a desinfestação de explantes foliares de pinhãomanso. Explantes provenientes de folhas 3 (terceira folha no sentido ápice para a base, com 9,4cm de largura e 10,0 cm de comprimento), são mais eficientes para a indução de calos. E o uso do meio MS suplementado com BAP (0,5-1,0 mg.L-1) e AIB (0,5mg.L-1) é essencial na indução de calos compactos em pinhão-manso. A análise histológica mostrou a formação de brotos adventícios desenvolvidos, apresentando conexão cambial com os tecidos dos calos, evidenciando a organogênese indireta.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work was determined, for the first time, the volatile composition from fresh and dried leaves of six accessions (named PM-2, PM-7, PM-10, PM-11, PM-12 e PM-14) and a cultivar (EPAMIG, named here EMB) of Jatropha curcas L. The volatile compounds was extracted by hydrodistillation and then analyzed by GCMS. Thus, it was possible to observe that the (Z)-3-hexen-1-ol was the major compound in the fresh leaves (>70% in all accessions). Alcohols also predominated in the dried leaves, mainly (Z)-2-penten-1-ol and (Z)-3-hexen-1-ol, but others constituents were identified in significant proportions included benzenoid compounds such as benzaldehyde. The influence of drying on volatile composition from leaves of J. curcas was evaluated on the PM-2 accession. Besides, this work also describes the development of a High Performance Liquid Chromatograpy (HPLC) method for differentiation of six accessions and a cultivar (EPAMIG) from fresh and dried leaves of J. curcas. The methanol extracts of the leaves were analyzed by HPLC-DAD and after stages of optimizations, we obtained the fingerprint chromatograms. For a comparative analysis of the accessions and a cultivar, were applied chemometric tools of Principal Component Analysis (PCA) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA), which it was possible to discriminate the samples from dried leaves according to their origins. The methanol extracts of the leaves were submitted to cytotoxicity assay against four tumor cell lines (HCT-8, HL-60, SF-295 and MDA-MB435), presenting IC50 values of 25.13 μg/ml, against HL-60 cell line for EMB sample considered promising by National Institute of Cancer, USA (NCI). The biological activity of this extracts was evaluated on the development of Spodoptera frugiperda, considered as a primary pest in corn crop. It was observed 60% larval mortality. / No presente trabalho foi determinado, pela primeira vez, os compostos voláteis das folhas frescas e secas de Jatropha curcas L. pela técnica de hidrodestilação, para seis diferentes acessos (denominados de PM-2, PM-7, PM-10, PM-11, PM- 12 e PM-14) e uma cultivar (EPAMIG, denominada de EMB). As análises foram realizadas através de CG/EM, obtendo-se o (Z)-3-hexen-1-ol (75,7±18,2%) como composto majoritário nas folhas frescas, com percentuais superiores a 70% entre os acessos. Nas folhas secas obteve-se como compostos majoritários o (Z)-2- penten-1-ol (14,9±11,3%), (Z)-3-hexen-1-ol (9,6±9,1%) e o benzaldeído (3,9±2,7%). Um experimento de secagem foi realizado para o acesso PM-2 com intuito de verificar o efeito da secagem na composição dos voláteis das folhas de J. curcas. Neste trabalho também foi desenvolvido um método por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) para diferenciação dos seis acessos e da cultivar (EPAMIG) para folhas frescas e secas de J. curcas. Os extratos metanólicos das folhas foram analisados por CLAE-DAD e após etapas de otimizações, foram obtidos os cromatogramas fingerprints. Para uma análise comparativa entre os acessos e a cultivar, aplicaram-se ferramentas quimiométricas de Análise dos Componentes Principais (PCA) e Análise de Agrupamentos Hierárquicos (HCA), pelas quais foi possível diferenciar as amostras das folhas secas de acordo com suas procedências. Os extratos metanólicos também foram submetidos a ensaios de citotoxicidade in vitro para 04 linhagens de células tumorais humanas (HCT-8, HL-60, SF-295 e MDA-MB- 435), obtendo-se CI50 25,13 μg/mL, na linhagem HL-60 para a amostra da cultivar (EPAMIG). Este resultado está dentro do intervalo proposto pelo National Institute of Cancer, USA (NCI) para considerar extratos como promissores. A atividade biológica destes extratos também foi avaliada sobre o desenvolvimento de Spodoptera frugiperda, principal praga do milho, apresentando 60% de mortalidade larval.

Made available in DSpace on 2015-04-11T13:55:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Catiele Vieira Borges.pdf: 1231779 bytes, checksum: d72dab79964f3c9da27e72040b426932 (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The jatropha (Jatropha curcas L., Euphorbiaceae), is a perennial cycle plant whose attentions in the last six years has directed its capacity for vegetable oil. Given their biological attributes, agronomic, economic and industrial, the species is one of oleaginous on the agenda of government interest, which through the National Program for Production and Use of Biodiesel has intensified the search for new bioenergy sources. However, this is still oleaginous phase of domestication and quest for technological mastery. Meet the productive potential, the relationship between characters, the genetic variability and infer genetic parameters have directed in recent years, most quantitative genetic studies and breeding in Brazil. Therefore, the aim of the present study was to estimate genetic parameters and predict random variables important to the strategies of selection and breeding; meet the minimum harvest / measurements needed to choose jatropha trees; estimate genotypic and phenotypic correlations; evaluate the progress of genetic grain production and to study the genetic variability. Was evaluated for 24 months at the experimental farm of Embrapa, in Porto Velho - RO, an experiment with three full blocks, four provenances (two of Rondônia, one of Minas Gerais and São Paulo) with 16 trees per plot, spaced 2x3 meters. The traits associated with grain yield and plant architecture. The great genetic evaluation procedure REML/BLUP was used for the prediction of random variables, genetic parameter estimation and inference about repeatability. Inferences about variance components and estimates of genetic parameters for some agronomic traits during the first two years of development of Jatropha curcas, showed genetic variability exists. The numbers of fruits per bunch and maturation index showed little characters are informative and useful in quantitative genetic studies. The stabilization genotypic characters for number of clusters at harvest of half a year, number of branches, height, crown projection in greater spacing and canopy volume was obtained with equal or less than three measurements per year. Already for grain yield and number of clusters at harvest year end, required a greater number of measurements (mi > 4). High correlations (r.) were obtained genotypic and phenotypic characters among themselves for grain yield, its components and those characters associated with plant architecture (r.  0.75). Predicted genetic gains for grain production of the first two years of planting were respectively higher than 20%, considering the selection of the ten best individuals. When considering the two growing seasons for variable grain production, most plants exhibited average performance (adaptability) generally indicated as the centroid method. Considering the information of the individual additive effects, genetic diversity was not necessarily linked to geographical origin, as plants of different provenances formed groups. At the level of individuals, formed several genetically divergent groups. / O pinhão-manso (Jatropha curcas L., Euphorbiaceae), é uma planta de ciclo perene cujas atenções nos últimos seis anos tem se dirigido a sua capacidade para produção de óleo vegetal. Dado a seus atributos biológicos, agronômicos, econômicos e industriais, a espécie é uma das oleaginosas em pauta de interesse do governo, que por meio do Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel tem intensificado a busca por novas fontes bioenergéticas. Contudo, essa oleaginosa ainda encontra-se em fase de domesticação e busca por domínio tecnológico. Conhecer o potencial produtivo, a relação entre caracteres, a variabilidade genética e inferir sobre parâmetros genéticos têm direcionado, nos anos recentes, a maioria dos estudos genéticos quantitativos e de melhoramento no Brasil. Portanto, objetivou-se no presente estudo estimar parâmetros genéticos e predizer variáveis aleatórias importantes às estratégias de seleção e melhoramento; conhecer o período mínimo de colheita/mensurações necessário para selecionar árvores de pinhão-manso; estimar correlações genotípicas e fenotípicas; avaliar o progresso genético da produção de grãos e estudar a variabilidade genética. Foi avaliado durante 24 meses na fazenda experimental da Embrapa, em Porto Velho RO, um experimento com três blocos completos, quatro procedências (duas de Rondônia, uma de Minas Gerais e uma de São Paulo) com 16 árvores úteis por parcela, espaçadas 2x3 metros. Foram avaliados os caracteres associados à produção de grãos e de arquitetura da planta. O procedimento ótimo de avaliação genética REML/BLUP foi usado para a predição de variáveis aleatórias, estimação de parâmetros genéticos e inferência sobre a repetibilidade. As inferências sobre os componentes de variância e as estimativas de parâmetros genéticos para alguns caracteres agronômicos, durante os dois primeiros anos de desenvolvimento do pinhão-manso, mostraram existir variabilidade genética. Os números de frutos por cacho e índice de maturação mostraram serem caracteres pouco informativos e úteis nos estudos genéticos quantitativos. A estabilização genotípica para os caracteres número de cachos, na colheita do meio ano, número de ramos, altura, projeção da copa no maior espaçamento e volume de copa, foi obtida com número igual ou inferior a três medições anuais. Já para a produção de grãos e número de cachos, na colheita do final do ano, exigiu-se maior número de mensurações (mi > 4). Elevadas correlações (r.) genotípicas e fenotípicas foram obtidas entre si para os caracteres de produção de grãos, seus componentes e aqueles caracteres associados à arquitetura da planta (r.  0,75). Ganhos genéticos preditos para a produção de grãos dos dois primeiros anos de plantio foram respectivamente superiores a 20%, considerando a seleção dos dez melhores indivíduos. Ao se considerar os dois anos agrícolas para a variável produção de grãos, a maioria das plantas exibiram médio desempenho (adaptabilidade) geral, conforme indicou o método do centroide. Ao se considerar as informações dos efeitos aditivos individuais, a diversidade genética não esteve necessariamente associada à origem geográfica, pois plantas de diferentes procedências formaram grupos. Em nível de indivíduos, formaram-se vários grupos divergentes geneticamente.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O pinhÃo manso (Jatropha curcas L) à uma planta oleaginosa com grande potencial para a produÃÃo de biocombustÃvel devido à riqueza de lipÃdios existente em suas sementes. Portanto, à uma fonte potencial de Ãleo renovÃvel que tem recebido considerÃvel atenÃÃo da comunidade cientÃfica. O objetivo deste estudo foi fazer uma anÃlise da expressÃo gÃnica de proteinases cisteÃnicas relacionadas à morte celular programada (MCP) em sementes em desenvolvimento e durante a germinaÃÃo de pinhÃo manso, no intuito de conhecer melhor o transcriptoma dos principais genes envolvidos no processo de MCP e durante a deposiÃÃo de proteÃnas de reservas durante a maturaÃÃo das sementes de pinhÃo manso. Para quantificar com acurÃcia os nÃveis de expressÃo gÃnica por RT-qPCR foi necessÃrio realizar uma seleÃÃo de genes de referÃncia (genes constitutivos). Os genes constitutivos escolhidos para esse estudo foram: GliceraldeÃdo-3-fosfato desidrogenase (GAPDH), Poliubiquitina (PUB), alfa-tubulina (TA2), proteÃna fosfatase 2-A (PP2A2), fator de alongaÃÃo-alfa (EF1-α) e actina, todos eles citados e escolhidos na literatura para estudo de normalizaÃÃo de genes em plantas. AtravÃs do programa geNorm de foi possÃvel mostrar os genes de referÃncia mais estÃveis dentre os seis genes de referÃncia. Nossos resultados apontaram que os genes de referÃncia mais estÃveis ​​para as amostras de endosperma e integumento em desenvolvimento foram: GAPDH, PP2A2 e EF1-α e TA2. Os genes de menor estabilidade foram: a actina11; poliubiquitina (PUB). Na germinaÃÃo, os genes mais estÃveis foram GAPDH, PUB e TA2. Entretanto, os genes com menores valores de estabilidade foram a actina, EF1-α e PP2A2. Em nossos estudos, o programa geNorm tambÃm mostrou o nÃmero de genes de referÃncia necessÃrios para a normalizaÃÃo dos dados obtidos por RT-qPCR. Na anÃlise desse estudo, nos mostramos que para as sementes em desenvolvimento, a adoÃÃo de quatro genes mais estÃveis foram GAPDH, PP2A2 e EF1-α e TA2 necessÃrios para normalizaÃÃo dos dados de RT-qPCR. Nos dados de sementes em germinaÃÃo, mostrou-se a adoÃÃo de trÃs genes mais estÃveis ​​(GAPDH, PUB e TA2). Contudo, Para validar nossos resultados com genes de referÃncia, foi usado o perfil padrÃo da expressÃo do gene que expressa a oleosina, na qual mostrou que o padrÃo de expressÃo da oleosina està de acordo com os fornecidos pela literatura, revelando que os genes de referÃncia sÃo eficientes para normalizar os dados obtidos pela RT-qPCR. De posse desses resultados, realizou-se um estudo de expressÃo de genes supostamente envolvidos na morte celular programada e na maturaÃÃo de sementes de pinhÃo manso. Nossos resultados mostraram que os genes com seqÃÃncia C-terminal KDEL: JcCB0580861; JcCA0152821; JcCA0047111 e o gene γ-VPE JCCB0060111 mostraram um altos nÃveis de expressÃo nos estÃgios mais avanÃados em tecidos do integumento e endosperma em sementes de pinhÃo manso em desenvolvimento, e com base em nossas anÃlises, esses genes expressam proteinases cisteÃnicas que estÃo possivelmente envolvidos no processo de MCP. NÃo obstante, os genes que expressam as seguintes VPEs: JcCB0196871; JcCB0244081; e JcCA0012422 de acordo com nossos estudos, provavelmente estÃo envolvidas na maturaÃÃo das proteÃnas de reservas de sementes em desenvolvimento de pinhÃo manso. Esses dados forneceram importantes informaÃÃes a cerca do padrÃo de expressÃo de genes que estÃo envolvidos no transcriptoma de sementes em desenvolvimento, mais precisamente envolvidos no processo de MCP. NÃo obstante, o estudo de normalizaÃÃo e validaÃÃo de genes de referÃncia nos tecidos de integumento e endosperma do pinhÃo manso propiciaram um melhor entendimento no que diz respeito à estabilidade desses genes nas condiÃÃes estudadas. / Jatropha (Jatropha curcas L) is an oilseed plant with great potential for biofuel production because of the wealth of existing lipids in their seeds. Therefore, it is a potential source of renewable oil that has received considerable attention from the scientific community. The objective of this study was to analyze the gene expression of cysteine ​​proteinases related to programmed cell death (PCD) in developing seeds and during germination of Jatropha in order to better understand the transcriptome of the major genes involved in the MCP and during the deposition of protein reserves during maturation of seeds of Jatropha. To accurately quantify the levels of gene expression by RT-qPCR was necessary to make a selection of reference genes (genes constituting). The constituent genes chosen for this study were: Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), polyubiquitin (PUB), alpha-tubulin (TA2), protein phosphatase 2 A (PP2A2), elongation factor-alpha (EF1-α) and actin, all cited in the literature and were chosen for study standardization of genes into plants. Through the program of geNorm was possible to show the more stable reference genes among the six genes of reference. Our results indicate that the most stable reference genes for samples of the developing endosperm and integument were: GAPDH, PP2A2 and EF1-α and TA2. The genes were less stable: the actina11; polyubiquitin (PUB). In germination, the most stable genes were GAPDH, PUB and TA2. However, genes with lower stability values ​​were actin, EF1-α and PP2A2. In our studies, the geNorm program also showed the number of reference genes needed for normalization of data obtained by RT-qPCR. In the analysis of this study, we show that for the developing seeds, the use of four most stable genes were GAPDH, PP2A2 and EF1-α and TA2 needed for normalization of RT-qPCR data. In the data of germinating seeds, was the adoption of more stable three genes (GAPDH, PUB and TA2). However, To validate our findings with reference genes, we used the standard profile of gene expression which expresses oleosina, which showed that the expression pattern of oleosina is provided according to the literature, genes reveals that the reference are efficient to normalize the data obtained by RT-qPCR. With these results, we carried out a study of expression of genes supposedly involved in programmed cell death and maturation of seeds of Jatropha. Our results showed that genes with sequence C-terminal KDEL: JcCB0580861; JcCA0152821; JcCA0047111 and γ-VPE gene JCCB0060111 showed high levels of expression in later stages in tissues of the integument and endosperm of seeds of Jatropha in developing and Based on our analysis, these genes express cysteine ​​proteinases that are possibly involved in the MCP. Nevertheless, genes that express the following VPEs: JcCB0196871; JcCB0244081, and JcCA0012422 according to our studies, are probably involved in the maturation of protein reserves in developing seeds of Jatropha. These data provided important information about the expression pattern of genes that are involved in the transcriptome of developing seed, more specifically involved in the process of MCP. However, the study of standardization and validation of reference genes in tissues of the integument and endosperm Jatropha provided a better understanding as regards the stability of these genes in the studied conditions

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_anderson_schock.pdf: 1206821 bytes, checksum: 4f2fc22ec8bca43a2893fc6979ea3727 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / Among the many species of plants oleaginous plants that have been studied under the proposal to produce biodiesel, the physics nut (Jatropha curcas L.) has emerged due to large percentage of oil contained in seeds and its adaptive capacity, the soil and... / Dentre as muitas espécies de plantas oleaginosas estudadas sob a proposta de produção de biodiesel, a Jatropha curcas L. tem se destacado em função da grande porcentagem de óleo contido nas sementes e de sua capacidade adaptativa...