The study of natural genetic variations affecting organogenic capacity in tomato (Solanum lycopersicum) is attractive due to the existence of several tomato wild relatives with enhanced organogenic capacity. The characterization of such variations is relevant not only in order to manipulate plant development, but also to understand its ecological and evolutionary significance. The objective of this work was to characterize three tomato loci whose alleles from the wild relative S. pennellii enhance in vitro shoot and root regeneration, and analyze their involvement in the acquisition of competence phase. In the first manuscript, we report the genetic and physiological characterization of the loci Rg3C, Rg7H and Rg8F. The S. pennellii alleles were introgressed into the tomato genetic model cv. Micro-Tom (MT), creating the near isogenic lines (NILs) MT-Rg3C, MT-Rg7H and MT-Rg8F. In the second manuscript we present a comparative analysis between the Near-Isogenic Lines (NILs) MT-Rg3C and MT-Rg1. Since Rg1 was proposed to be a key gene in the acquisition of competence, and was mapped in the chromosome three, it is believed that Rg3C is probably equivalent to the Rg1 allele from S. peruvianum. After the introgression of the loci into the MT background, the NILs presented enhanced regeneration of both roots and shoots, confirming that the loci were successfully introgressed. The analysis of the time for acquisition of competence and induction, together with the molecular characterization of the NILs, indicate that the genes present in the loci Rg3C, Rg7H and Rg8F affect in vitro regeneration by distinct pathways. While Rg3C decreased the time required for both acquisition of competence and induction, the other loci seem to influence only the time of acquisition of competence, in the case of Rg8F, or the time of induction, in the case of Rg7H. Additionally, although MT-Rg3C has an enhanced shoot branching phenotype, MT-Rg7H and MT-Rg8F did not differ from MT in this trait. This indicates that enhanced in vitro shoot formation in tomato is not necessarily related to a deleterious high branching phenotype. Comparative analyses of MT-Rg1 and MT-Rg3C strongly indicate that Rg1 and Rg3C are alleles of a same gene controlling regeneration capacity. Integrating Rg1 and Rg3C mapping information, we were able to narrow the number of candidate genes for Rg1/Rg3C to only 27, which were also analyzed and discussed. / O estudo de variações genéticas naturais afetando a capacidade de organogênese in vitro em tomateiro (Solanum lycopersicum) é promissor devido a existência de uma série de espécies selvagens relacionadas ao tomateiro, que apresentam alta capacidade organogênica in vitro. A caracterização de tais variações é relevante não apenas com o objetivo de manipulação do desenvolvimento vegetal, mas também com o intuito de entender o significado ecológico e evolutivo de tal característica. O objetivo desse trabalho foi caracterizar três loci de tomateiro, cujos alelos vindos de seu parente selvagem S. pennellii aumentam a capacidade de regeneração de gemas caulinares e radiculares in vitro, e analisar o envolvimento de tais loci na fase de aquisição de competência para regeneração. Nós apresentamos no primeiro capítulo a caracterização genética e fisiológica dos loci Rg3C, Rg7H e Rg8F. Os alelos de S. pennellii foram introgredidos na cultivar modelo Micro-Tom (MT), criando as linhagens quase isogênicas (Near Isogenic Lines - NILs) MT-Rg3C, MT-Rg7H e MT-Rg8F. No segundo capítulo nós analisamos comparativamente as NILs MT-Rg3C e MT-Rg1. Uma vez que Rg1 foi proposto como gene chave na aquisição de competência, e assim como Rg3C está localizado no cromossomo 3, acredita-se que Rg3C seja provavelmente ortólogo ao gene Rg1 de S. peruvianum. Após a introgressão dos loci na cultivar MT, as NILs, assim como esperado, apresentaram alta taxa de regeneração tanto de gemas caulinares, quanto de radiculares in vitro, confirmando que os loci foram devidamente introgredidos. A análise do tempo de aquisição de competência e indução, juntamente com a caracterização molecular das NILs, indicam que os genes localizados nos loci Rg3C, Rg7H e Rg8F afetam a regeneração in vitro através de rotas distintas. Enquanto Rg3C diminui o tempo necessário tanto para a aquisição de competência quanto para indução de gemas caulinares, os outros dois loci parecem influenciar apenas a aquisição de competência, no caso de Rg8F, ou a indução de gemas caulinares, no caso de Rg7H. Além disso, apesar de MT-Rg3C apresentar alta ramificação, MT-Rg7H e MT-Rg8F não diferiram de MT nesse aspecto, o que evidencia que a formação de gemas caulinares in vitro não está necessariamente relacionada ao aumento da ramificação. As análises comparativas entre MT-Rg3C e MT-Rg1 indicam fortemente que Rg1 e Rg3C sejam dois alelos de um mesmo gene controlando a alta capacidade de regeneração. Através do cruzamento dos dados de mapeamento disponíveis para esses dois alelos foi possível diminuir o número de genes candidatos à Rg1/Rg3C para apenas 27 genes, que são apresentados nesse trabalho.

Plant regeneration through de novo organogenesis is a critical step in most of the plant micropropagation and genetic transformation procedures. In the last years, significant progress has been made in the understanding of the mechanisms underlying de novo organogenesis in the worldwide crop tomato (Solanum lycopersicum). However, the hormonal and molecular factors involving the acquisition of competence for tomato shoot formation, an essential step for the regeneration process, are still not known. The failure in acquire competence can be the reason for the widely described absence of shoot regeneration from tomato root explants. In the first chapter, we conducted a temporal and hormonal characterization of the tomato acquisition of competence and the shoot induction phases using the model system cv. Micro-Tom. Regeneration was improved by pre-incubation on root-inducing medium (RIM) during the early two days in culture, a period corresponding to acquisition of competence step in cotyledon explants. Conversely, the pre-incubation on another auxin-rich condition, the callus-inducing medium (CIM), under the same period, abolished the regeneration achievement. The 2d RIM pre-treatment induced an extensive and intense endogenous auxin response in the explant, probably improving the cells competence to produce shoots under further cytokinin induction on shoot-inducing medium (SIM). This knowledge was applied to improve the Agrobacterium-mediated tomato genetic transformation procedure, leading to an efficient, simple, inexpensive and genotype-independent protocol. In the second chapter, we developed an unprecedented method for tomato shoot regeneration from root explants. The shoot organogenesis was obtained by adjusting the CIM pre-treatment to the acquisition of competence period, corresponding to the initial four days in culture for root explants. The number and quality of shoots formed were also augmented by the optimization of explants properties, medium components, and culture conditions. Taken the two chapters together, the knowledge obtained about organogenic competence advanced and created new regeneration and genetic transformation systems, which are very useful tools for biotechnology and functional studies of specific genes in tomato. / A regeneração de plantas através da organogênese de novo é uma fase crítica para a maioria dos procedimentos de micropropagação e transformação genética. Recentemente, progressos significativos tem sido alcançados no entendimento dos mecanismos fundamentais à organogênese de novo de tomateiro (Solanum lycopersicum). Entretanto, fatores hormonais e moleculares envolvidos na aquisição de competência para formação de gemas caulinares na espécie, etapa essencial ao processo de regeneração, permancece desconhecido. O fracasso em adquirir competência pode ser associado a amplamente descrita incapacidade de tomateiro em regenerar brotos caulinares a partir de raízes. No primeiro capítulo, realizou-se uma caracterização temporal e hormonal das fases de aquisição de competência e indução de gemas caulinares usando a cultivar modelo Micro-Tom. A eficiência de regeneração foi melhorada através de pré-incubação em meio indutor de raízes (RIM) durante os dois primeiros dias de cultivo, período correspondente à fase de aquisição de competência em explantes cotiledonares. Diferentemente, a pré-incubação em outro meio rico em auxina, o meio indutor de calo (CIM), sob mesmo intervalo, aboliu completamente a regeneração. A pré-incubação de dois dias em RIM induziu uma intensa e extensa resposta a auxina endógena no explante, o que provavelmente aumentou a competência das células a induzir brotos caulinares em resposta a citocinina presente no meio indutor de gemas caulinares (SIM). A aplicação desse conhecimento na melhoria do procedimento de transformação genética via Agrobacteria levou a um eficiente, simples, barato e genótipo-independente protocolo. No segundo capítulo, nós desenvolvemos um método inédito de regeneração de tomateiro via explante radicular. A formação de brotos caulinares foi obtida por ajuste do pré-tratamento em CIM ao período de aquisição de competência, correspondente a quatro dias de cultivo em explantes radiculares. O número e qualidade dos brotos também foram elevados pela otimização do explante, composição do meio de cultivo, e condições de cultivo. Somando-se os dois capítulos, o conhecimento obtido a cerca da competência organogênica resultou em novos sistemas de regeneração e transformação genética, ferramentas importantes para processos biotecnológicos e estudos funcionais de genes específicos em tomateiro.

A presente tese aborda o estudo do metabolismo dos frutos de tomate a partir de três estratégias complementares: i) a identificação de genes candidatos colocalizados com QTL, previamente descritos a partir do perfil metabólico de S. lycopersicum (cv. M82) e linhagens introgredidas de S. pennellii, associados ao conteúdo de metabólitos de interesse industrial e nutricional; ii) a análise estrutural das regiões genômicas portadoras desses genes; e iii) a análise funcional dos genes chaperona DnaJ e sec14 por meio de genética reversa mediante o silenciamento por RNAi. A análise de marcadores moleculares previamente mapeados nas regiões portadoras dos QTL permitiu identificar 127 genes candidatos cujos produtos foram mapeados nas rotas metabólicas correspondentes. Um subgrupo desses genes apresentou diferenças alélicas entre os progenitores da população utilizada para a identificação dos QTL. A análise de microssintenia revelou um alto grau de conservação na estrutura genômica, apresentando polimorfismos nas regiões codificantes e regulatórias, assim como no padrão de inserção de elementos de transposição. Baseado nessas diferenças, análises de expressão e funcionalidade putativa, dois genes foram escolhidos para a análise funcional utilizando a estratégia de RNA de interferência. Os resultados obtidos da avaliação fenotípica das plantas deficientes em chaperona DnaJ permitiram concluir que esta proteína, localizada nos cloroplastos, participa da regulação do metabolismo de açúcares, em particular na síntese de amido, controlando assim, a exportação de fotoassimilados. Já, a caracterização das linhagens silenciadas para o gene sec14, levou a postular que os conteúdos de tocoferol (VTE) nos frutos de tomate, não só dependem da regulação cinética das enzimas envolvidas na sua síntese, mas também da função da proteína do SEC14, não caracterizada em plantas até o momento. Essa proteína estaria envolvida no transporte de VTE entre os diferentes compartimentos do cloroplasto tendo impacto no equilíbrio oxidativo, na estrutura do plastídeo e, consequentemente, na biossíntese desta vitamina. Os resultados obtidos nesta tese reforçam a hipótese que o germoplasma selvagem constituem uma fonte de variabilidade a ser explorada para a identificação de determinantes genéticos que viabilizem novas estratégias de melhoramento de tomate por meio da manipulação do metabolismo central dos frutos. / This thesis addresses tomato fruit metabolism analysis by using three complementary approaches: i) the identification of candidate genes co-located with QTL previously described from metabolic profiles of S. lycopersicum (cv. M82) and S. pennellii introgressed lines, associated with industrial and nutritional quality traits; ii) the structural analyses of the genomic regions harboring the identified genes and ; iii) the functional analysis of the chaperone DnaJ and sec14 genes through reverse genetics mediated by iRNA silencing. The analysis of the molecular markers previously mapped onto the QTL-associated regions allowed the identification of 127 candidate genes whose products were mapped in the corresponding metabolic pathways. A subset of these genes showed allelic differences between the parental genotypes used for QTL identification. Based on these differences, together with the expression profile analysis and their putative function, two genes were selected for functional analysis using RNA interference approach. The phenotypic profile of the chaperone DnaJ deficient plants allowed to conclude that this protein, located in chloroplasts, participates in sugar metabolism, in particular, starch synthesis, controlling assimilates partitioning. The characterization of sec14-silenced transgenic lines leads to propose that fruit tocopherol (VTE) contents not only depend on the kinetic regulation of the biosynthesis-involved enzymes, but also on the SEC14 action, not yet characterized in plants. This protein might be involved in VTE transport between the different plastidial compartments thus, affecting oxidative balance, chloroplast structure and, consequently, VTE biosynthesis. All together these results support the hypothesis that wild germoplasm represents a remarkable source of variability to be explore aiming the identification of genetic determinants to develop new breeding approaches for tomato through metabolic engineering.

A análise de imagens é uma das formas de avaliar o desenvolvimento das plantas, tanto para correlacionar aspectos biofísicos dos mesmos, como para a detecção de doenças. Através das imagens podem ser calculados índices vegetativos que se correlacionem com os teores de nutrientes nas folhas. Com essa perspectiva, o presente trabalho objetivou avaliar quais indices vegetativos melhor se correlacionariam com a taxa de fósforo nas folhas de tomateiros. Foi realizado o cultivo de uma cultivar de minitomate, com cinco doses de fósforo (0, 25, 50, 75 e 100%) do P recomendado (na formulação da solução nutritiva). Em diferentes etapas do desenvolvimento da planta foram coletadas amostras das folhas para obtenção das imagens, através de escâner e máquina fotográfica, e diagnose foliar. Foram determinadas as biorrespostas das plantas ao longo do tempo. Uma rede neural artificial foi desenvolvida para estimar os teores de fósforo foliares no minitomate grape. A análise do desenvolvimento da planta permitiu concluir que a dose 100% de P2O5 utilizada no experimento foi suficiente para suprir a demanda nutricional do minitomateiro. Aos 64 dias após o transplantio (DAT) foi observada a maior queda nos teores de fósforo nas folhas, coincidindo com o amadurecimento dos frutos. Propõe-se, para a cultivar estudada, que a dignose foliar seja feita aos 50 DAT. Os índices vegetativos obtidos pela análise de imagem e selecionados pela análise de componentes principais (ICVE e Bn, tanto da parte abaxial quanto adaxial) podem ser utilizados para estimar a diagnose foliar de P na cultivar de minitomate grape. A avaliação dos índices vegetativos indicou que a obtenção de imagens com o escâner é mais adequado do que com a câmera fotográfica. Para a cultivar estudada, verificou-se que na dosagem de 100% de P2O5 teor de P nas folhas fica abaixo de 4,0 g kg-1. Em relação à rede neural desenvolvida, ao categorizar os valores de P de acordo com a literatura, a mesma obteve uma taxa de acerto de 90%. / The analysis of images is one of the ways to evaluate the development of plants, both to correlate biophysical aspects of the same, as for the detection of diseases. Through the images can be calculated vegetative indexes that correlate with the contents of nutrients in the leaves. With this perspective, the present studied aimed to evaluate which vegetative indexes would best correlate with the phosphorus rate in tomato leaves. A minitomato grape cultivar with five phosphorus doses (0, 25, 50, 75 and 100%) of the recommended P (in the formulation of the nutrient solution) was carried out. At different stages of plant development, leaf samples were collected to obtain the images, with scanner and camera, and foliar diagnosis. The bio-responses of plants were determined over time. An artificial neural network was developed to estimate leaf phosphorus levels in the grape minitomate. The analysis of the development of the plant allowed to conclude that the dose 100% of P2O5 used in the experiment was enough to supply the nutritional demand of the minitomateiro. At 64 days after transplanting (DAT), the highest drop in phosphorus content in the leaves was observed, coinciding with the ripening of the fruits. It is proposed, for the studied cultivar, that the leaf dignity should be made at 50 DAT. The vegetative indexes obtained by the image analysis and selected by the principal components analysis (ICVE and Bn, both abaxial and adaxial) can be used to estimate the leaf diagnosis of P in the minitomate grape cultivar. The evaluation of vegetative indexes indicated that obtaining images with the scanner is more appropriate than with the photographic camera. For the cultivar studied, it was verified that in the dosage of 100% of P2O5 content of P in the leaves is below 4.0 g kg-1. In relation to the developed neural network, when categorizing the P values according to the literature, it obtained a 90% correctness rate.

Tomato chlorosis virus (ToCV), gênero Crinivirus, é transmitido por Bemisia tabaci MEAM1 (biótipo B) de maneira semi-persistente. O tomateiro (Solanum lycopersicum), quando infectado ainda jovem com o ToCV pode ter a produção reduzida. A ausência de variedades e/ou híbridos resistentes faz do controle químico do vetor a medida mais utilizada pelos produtores, porém nem sempre eficiente. Os objetivos deste trabalho foram: 1. avaliar a eficiência dos inseticidas ciantraniliprole solo, flupiradifurone, cloridrato de cartape, pimetrozina e acetamiprido no controle das transmissões primária e secundária do ToCV por B. tabaci MEAM1 em tomateiro e 2. verificar o tempo que o vetor transmite o ToCV, após diferentes períodos de acesso à aquisição (PAA) do vírus em tomateiro infectado e pulverizado com pimetrozina. Para simular a infecção primária, tomateiros sadios pulverizados com cada um dos inseticidas separadamente, mais insetos virulíferos para o ToCV foram confinados em diferentes gaiolas. No caso da simulação da infecção secundária, tomateiros sadios e infectados com o ToCV, pulverizados com cada um dos inseticidas separadamente, mais insetos livres de vírus foram confinados em diferentes gaiolas. Os mesmos tratamentos foram repetidos, pulverizando-se as plantas com água, para simular os controles das infecções primária e secundária. Para avaliar o efeito do inseticida pimetrozina na longevidade da transmissão do ToCV por B. tabaci MEAM1, insetos adultos livres de vírus foram confinados em folhas de tomateiro infectadas e tratadas com o inseticida, por PAA de 2, 4, 6, 8 e 24 h. Após cada PAA, grupos de 20 insetos foram transferidos para tomateiros por um período de acesso à inoculação (PAI) de 48 h. A infecção dos tomateiros de todos os ensaios foi avaliada por RT-PCR com RNA total extraído de cada planta separadamente. Nenhum inseticida foi eficiente para controlar as simulações das transmissões primária e secundária do ToCV. As taxas de infecção de tomateiros nas simulações das infecções primária e secundária variaram de 70% a 88% e de 56% a 84%, respectivamente. As taxas de infecção dos tomateiros nos respectivos controles foram de 92% e 79%. B. tabaci transmitiu o ToCV após 24 h de confinamento em folha de tomateiro infectada e tratada com o inseticida pimetrozina para a aquisição do vírus. Tais resultados indicam que a aplicação de inseticidas de maneira isolada para o controle desta fitovirose poderá não ser eficiente, já que o vetor pode transmitir o vírus antes de ser afetado pelo inseticida. / Tomato chlorosis virus (ToCV), genus Crinivirus, is transmitted semipersistently by the whitefly Bemisia tabaci MEAM1 (former biotype B). Tomato (Solanum lycopersicum), when infected with this crinivirus may have reduced production. In the absence of resistant varieties and/or hybrids, the chemical control of the vector is the measure most used by growers, but not always efficient. The objectives of this work were: 1. to evaluate the efficiency of the insecticides cyantraniliprole drench, flupyradifurone, cartap hydrochloride, pymetrozine and acetamiprid for the control of the primary and secondary ToCV transmissions by B. tabaci MEAM1 to tomato, and 2. to verify for how long the vector is able to transmit the ToCV to tomato, after confinement in ToCV-infected tomato sprayed with the insecticide pymetrozine for virus acquisition. To simulate the primary infection, healthy tomatoes sprayed with each of the insecticides separately, and ToCVviruliferous insects were confined in different cages. For simulating secondary infection, healthy tomatoes plants together with ToCV-infected tomato plants, sprayed with each of the insecticides separately, plus virus-free insects were confined in different cages. The same treatments were repeated by spraying the plants with water, to represent the controls of primary and secondary infections. To evaluate the effect of the insecticide pymetrozine on the longevity of ToCV transmission by B. tabaci MEAM1, virus-free adult were confined in ToCV-infected tomato leaves treated with the insecticide for the following acquisition access periods (AAP): 2, 4, 6, 8 and 24 h. After each AAP, groups of 20 insects were transferred to tomato plants for a 48 h inoculation access period (IAP). Infection of tomato plants from all trials was evaluated by means of RT-PCR with total RNA extracted from each of the plants separately.None of the insecticides was effective to control the simulations of the primary and secondary transmissions of ToCV. For the primary transmission, 70%, 72%, 80%, 87% and 88%, respectively, of tomatoes treated with the insecticides flupyradifurone, cyantraniliprole drench, pymetrozine, acetamiprid and cartap hydrochloride were infected, against 92% of tomato plants infected in the control. For the secondary transmission, the percentages of tomatoes plants treated with the same insecticides and infected with ToCV were 56%, 74%, 64%, 84% and 72%, against 79% of infected tomatoes in the control. B. tabaci was able to transmit ToCV to tomato plants even after 24 h of confinement in infected tomato leaves treated with the insecticide pymetrozine for virus acquisition. These results indicate that insecticide spraying alone may not be efficient for the control of the disease cause by this crinivirus, as B. tabaci can transmit the virus before being affected by the insecticide.

Comme pour les autres organes multicellulaires, la croissance et le développement de la feuille et du fruit sont caractérisés par la coordination de la division et de l'expansion des cellules qui sont des processus majeurs de la croissance. Les cellules du péricarpe du fruitcharnu connaissent également des endocycles successifs entrainant ainsi une augmentationimportante de la ploïdie des cellules. Il existe un lien évident entre la croissance cellulaire etl'endoréduplication, cependant, celui-ci est encore mal connu du point de vue fonctionnel. Lesprocessus cellulaires interagissent fortement durant le développement de l’organe et sont liésaux flux de carbone et d'eau dans la plante. L’objectif de ce travail de thèse est de mieuxcomprendre le contrôle multi-échelles de la croissance des feuilles et des fruits chez la tomate(Solanum lycopersicum Mill.) et de la plasticité de leur croissance en réponse à des stresshydriques du sol.L’étude a essentiellement porté sur le génotype de tomate cerise Solanum lycopersicum, cv.West Virginia 106 (WVa 106) qui a été cultivé dans différentes conditions d’irrigation grâce àdes systèmes automatisés développés pour cette étude. La réponse au déficit hydrique du sol aété étudiée à différentes échelles d’observation, (tissu, organe, plante entière) et à différentsstades de croissance de la plante en adaptant des protocoles utilisés jusque-là pour des plantesà croissance déterminée et des feuilles simples. Deux génotypes transgéniques modifiés sur ungène de régulation du cycle cellulaire ont aussi été cultivés afin de faire varier les traits liés àla croissance cellulaire et mieux comprendre leurs liens. Les cinétiques de croissance desorganes source et puits que sont la feuille et le fruit aux échelles cellulaire et tissulaire ontaussi été décrites. Les résultats ont apporté des éléments nouveaux sur les coordinations entreles différents processus étudiés et conforté des hypothèses déjà présentes dans la littérature.Ces travaux ont permis de fournir un jeu de données original sur les effets du stress hydriquesur les processus cellulaires (division, expansion, endoréduplication) impliqués dans lacroissance de la feuille et du fruit chez la tomate et, de mieux comprendre leur interactions àplus large échelle, la plante dans sa globalité. En perspectives, ce jeu de données pourrapermettre de faire évoluer un modèle de développement du fruit charnu en condition optimaleet tester sa généricité sur un autre organe, la feuille. Il ouvre des pistes sur la réflexion autourde la modélisation de la plasticité de la plante en réponse au stress hydrique. / As for other multicellular organs, growth and development of leaves and fruits arecharacterized by cell division and expansion. Cell division and expansion are two maingrowth processes. Fleshy fruit pericarp cells also include successive endocycles that providean important increase in cell ploidy. There is a clear link between cell growth andendoreduplication. However, this link is still unclear from a functional point of view. Cellularprocesses interact during organ development and are related to plant water and carbon flows.The objective of this thesis is to give insights into the multi-scale control of leaves and fruitsgrowth in tomato (Solanum lycopersicum Mill.) and the plasticity of growth-related traits inresponse to soil water stresses.This study mainly focused on cherry tomato Solanum lycopersicum, cv. West Virginia 106(WVa 106). This genotype was cultivated in different conditions of watering regimes withautomated systems developed for this study. Soil water deficit response was studied atdifferent observation scales (tissue, organ, whole plant) and at different plant growth stagesthanks to protocols that were used until now on plants with determinate growth and simpleleaves that were modified for this study. Two transgenic genotypes modified on a cell cycleregulation gene were also cultivated to create variations on growth related traits for a betterunderstanding of their relationships. Multi-scale growth kinetics of source and sink organs(leaf and fruit) were also analyzed. Results have brought new elements about growth-relatedtraits coordination and have reinforced a few hypotheses already presented in scientificpapers. This work has supplied an original dataset on water stress effects on cellular processes(division, expansion, endoreduplication) related to leaf and fruit growth in tomato in thecontext of the plant as a whole. In perspectives, this dataset may allow to further develop anexisting model of fleshy fruit development which was first developed for fruits of plantsgrowing optimal condition. Genericity of this model will be tested on another organ, the leaf.This work also opens some tracks about how the model could be modified when growth islimited by water stress.

A prática da adubação verde tem-se mostrado importante para diferentes cultivos, sejam eles consorciados ou em rotação de culturas. O Objetivo do trabalho foi analisar a dinâmica do nitrogênio em um sistema agroecológico de cultivo protegido com fabáceas intercalares ao minitomateiro em plantio direto sobre palhada de milho durante dois anos de cultivo do minitomateiro. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com oito tratamentos e cinco repetições. Os tratamentos: testemunha com palha de milho, testemunha sem palha de milho, consórcio com as seguintes espécies com o minitomateiro: feijão-de-porco (Canavalia ensiformis DC), crotalária-júncea (Crotalaria juncea L.), mucuna-anã [(Mucuna deeringiana (Bort) Merrill)], feijão-mungo (Vigna radiata (L.) Wilczek), tremoço-branco (Lupinus albus L.), feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp). O tratamento com feijão-caupi teve menor número e massa de frutos comerciais (NFC e MFC) comparados com os tratamentos mucuna-anã e feijão-de-porco, respectivamente. O tratamento com feijão-de-porco apresentou aproximadamente, 25% e 8% maior massa de fruto total (MFT) e massa média de fruto total (MMFT) comparado ao tratamento com feijão-caupi, nesta ordem. O número e massa dos frutos comerciais e totais foram menores no segundo ano. Para o número de frutos totais (NFT), (MFT) e (MMFT), o ano 1 foi superior em 25%, 33% e 13% comparado ao ano 2, respectivamente. Os frutos no primeiro ano apresentaram maior massa média, menor teor de nutriente e menor relação entre solido solúveis totais e acidez titulável total (SST/ATT) do que no segundo ano. O tratamento com feijão-caupi teve maior porcentagem de N transferido na folha do minitomateiro comparado ao tratamento com feijão-mungo. Os adubos verdes não reduziram a produtividade, os parâmetros químicos da qualidade e os teores de macro e micronutrientes do minitomateiro. Não houve interferência entre os adubos verdes e as plantas de minitomate. As leguminosas utilizadas neste trabalho mostram potencial de transferência de N para o minitomateiro. / The practice of green manure has proven important for different crops, whether when on intercropping or on crop rotation. This paper analyzes the dynamics of nitrogen in an agroecological greenhouse intercropped green manure with cherry tomato under no-tillage system. The experimental design is a randomized block with eight treatments and five replications, which are: control treatment with corn straw, control treatment without corn straw; intercropping of the following species with the cherry tomato: jack bean (Canavalia ensiformis), crotalaria juncea (Crotalaria juncea DC), velvet bean [(Mucuna deeringiana (Bort) Merrill)], mung bean (Vigna radiata (L.) Wilczek), white lupine (Lupinus albus L.), cowpea bean (Vigna unguiculata (L.) Walp). The treatment with cowpea had lower number and weight of commercial fruits (NCF and WCF) compared to the treatments velvet bean and jack bean, respectively. Treatment with jack bean showed approximately 25% and 8% higher total fruit weight (TFW) and total average fruit weight (TAFW), compared to treatment with cowpea bean, in this order. The number and weight of commercial and total were lower in the second year. For the total number of fruits (TNF), (TFW) and (TAFW), year 1 was higher in 25%, 33% and 13% compared to year 2, respectively. The fruits in the first year showed higher average weight, lower nutrient content, and lower relation between total soluble solids and total titratable acidity (TSS/TTA) than in the second year. plants. Treatment with cowpea beans had a higher % of N transferred in the leaf of cherry tomato compared to the treatment with mung bean. Green manures did not reduce productivity, chemical quality parameters, and macro and micronutrient contents of the cherry tomato. There was no interference between green manures and cherry tomato. The legumes used in this work show the potential of transfer of N to the cherry tomato.

O Tomato severe rugose virus (ToSRV) e o Tomato chlorosis virus (ToCV) estão entre as principais espécies de vírus que afetam a cultura do tomateiro atualmente no Brasil. Ambos possuem o mesmo vetor, a mosca-branca Bemisia tabaci MEAM1 (biótipo B), um inseto polífago e amplamente disseminado por todo país. Por este fato, infecções mistas destes vírus em lavouras de tomateiro são frequentes. No entanto, parâmetros epidemiológicos importantes para melhor compreensão das viroses associadas a esses vírus, quando em infecção simples ou mista em tomateiro, permanecem desconhecidos. Neste trabalho foram avaliados a cinética da invasão sistêmica e os períodos de latência e de incubação do ToSRV e do ToCV, em infecções simples e mista, em tomateiros. A cinética da invasão sistêmica foi analisada em tomateiros nos quais a folha inoculada foi destacada em diferentes intervalos de tempo após a inoculação. Os períodos de latência foram avaliados em tomateiros inoculados e que foram posteriormente utilizados como fontes de inóculo para a aquisição do(s) vírus por B. tabaci MEAM1, em ensaios de transmissão realizados em diferentes intervalos de tempo. Os períodos de incubação foram avaliados através da observação diária dos sintomas após a inoculação dos vírus nos tomateiros. O ToSRV e o ToCV iniciaram o movimento sistêmico em apenas um dia após a inoculação em tomateiro. Os períodos de latência do ToSRV, em infeções simples e mista, foram em média, 7 e 6 dias, respectivamente. Para o ToCV, os períodos médios de latência foram 13 dias em infecção simples e 11 dias em infecção mista. Os períodos de incubação do ToSRV, em infecções simples e mista, ocorreram, em média, 11 dias após os períodos de latência. O período de incubação do ToSRV foi influenciado pela idade da planta no momento da inoculação e também pela co-infecção com o ToCV. Os períodos de incubação do ToCV, em infecções simples e mista, ocorreram, em média, 17 e 20 dias após os períodos de latência, respectivamente. O início dos sintomas do ToCV não foi afetado pela idade da planta no momento da inoculação e nem pela co-infecção com o ToSRV. Estes resultados indicam que após a infecção o tomateiro rapidamente se torna uma fonte de inóculo do(s) vírus e passa a contribuir para a disseminação de ambos no campo. A defasagem de tempo entre os períodos de latência e de incubação do ToSRV e do ToCV nos tomateiros infectados revela que as plantas possibilitam a aquisição e subsequente transmissão dos vírus de um hospedeiro doente para um hospedeiro sadio antes de qualquer manifestação dos sintomas, fato que deve ser levado em consideração para o manejo destas fitoviroses no campo. / Tomato severe rugose virus (ToSRV) and Tomato chlorosis virus (ToCV) are among the main species of virus affecting tomato crops currently in Brazil. Both are transmitted by the same vector, the whitefly Bemisia tabaci MEAM1 (biotype B), a polyphagous insect widely disseminated throughout the country. Because of this fact, mixed infections of these viruses in tomato crops are frequent. However, important epidemiological parameters to better understand the diseases associated with these viruses, when in single or mixed infection in tomato, remain unknown. This study evaluated the kinetics of systemic invasion and latent and incubation periods of ToSRV and ToCV in single and mixed infections in tomato. The kinetics of systemic invasion was analyzed in tomato plants in which the inoculated leaf was detached at different time intervals after inoculation. The latent periods were evaluated in inoculated tomato plants which were later used as inoculum sources for the acquisition of ToSRV and/or ToCV by B. tabaci MEAM1, in transmission assays performed at different time intervals. Incubation periods were evaluated by daily observation of symptoms after inoculation of tomato plants. ToSRV and ToCV started the systemic movement just one day after inoculation in tomato plants. Average latent periods of ToSRV, in single and mixed infections, were 7 and 6 days, respectively. For ToCV, the average latent periods were 13 days in single infection and 11 days in mixed infection. ToSRV incubation periods, in single and mixed infections, occurred on average 11 days after the respective latent periods. The incubation period of ToSRV was influenced by the age of the plant at the time of inoculation and by the co-infection with ToCV. ToCV incubation periods, in single and mixed infections, occurred on average 17 and 20 days after the latent periods, respectively. The beginning of ToCV symptoms was not affected by the age of the plant at the time of inoculation or by co-infection with ToSRV. These results indicate that after infection, tomato plants rapidly become source of inoculum of the viruses and contribute to the dissemination of both in tomato crops. The mismatch between the latent and incubation periods of ToSRV and ToCV in infected tomato plants reveals that plants enable the acquisition and subsequent transmission of both viruses from a diseased to a healthy plant, prior to any manifestation of symptoms. Such knowlegment should be taken into consideration for the management of these viruses in tomato crops.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:37:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marta_Marivania_Soranco.pdf: 1363048 bytes, checksum: 836f8fd1355d18fad5075635bd407e39 (MD5) Previous issue date: 2010-06-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The experiment was conducted at Unioeste Campus Rondon-PR, at the Experimental Station of Horticulture and Biological Control, Professor Mario Cesar Lopez. This study aimed to evaluate the characteristics of tomato production in greenhouse under four doses of carbon dioxide applied by irrigation, drip. Two experiments were conducted, the first experiment was conducted in spring / summer 2008/2009 and the second winter / spring 2009. We used a randomized design in factorial four x four, with three replications. We used four levels of CO2 (0, 4, 7 and 10 L min-1) and four hybrids of tomato (Alhambra, Jennifer, Sheila and Lumi). CO2 was applied daily through irrigation water for 15 days after transplantation until the end of the cycle. The irrigation were executed daily at 10 o clock during 15 minutes and 15 o clock during 15 minutes, 15 days after the plants transplantation. We selected six plants per plot for conducting evaluations in the first experiment and three in the second. The fruits were collected, and evaluated the transverse and longitudinal diameter of fruit, commercial production of fruits, commercial fruits yield, commercial no production of fruits and commercial no fruit yield. Commercial productivity of fruit production and total yield, fruit number of commercial fruits, number of unmarketable fruits, number of fruit total number of fruits with blossom-end rot, acidity, soluble solids and pH. In the first experiment, the application of carbon dioxide through irrigation water, reduced yield and marketable yield and total for hybrids Alhambra and Jennifer; increased the soluble solids and acidity for hybrids and Sheila Lumi. The hybrid Alambra outranked the other hybrids showed the highest production of marketable fruit and the hybrid-emphasized Jennifer showed the highest diameter of fruit and average fruit trade. In the second experiment, the application of carbon dioxide through irrigation water reduced the production and marketable yield and total fruit, fruit number and total trade, average fruit commercial fruit and transverse diameter of the fruits of all hybrids. The use of CO2 through water irrigation increased acidity of fruits. There was no difference of hybrids for commercial production and productivity and total between hybrids. However, the hybrid Jennifer got greater and greater fruit weight diameter of fruit, so you can get better ratings / O experimento foi conduzido na Unioeste, Campus de Marechal Cândido Rondon-PR, na Estação Experimental de Horticultura e Controle Biológico, Prof. Mário César Lopes. O presente trabalho teve como objetivo de avaliar as características produtivas do tomateiro em ambiente protegido, submetido a quatro doses de CO2 aplicado via irrigação, por gotejamento. Foram realizados dois experimentos, o primeiro experimento foi conduzido na primavera/verão 2008/2009 e o segundo inverno/primavera 2009. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial quatro x quatro, com três repetições. Foram utilizadas quatro doses de CO2 (0; 4; 7 e 10 L min-1) e quatro híbridos de tomateiro (Alambra, Jennifer, Lumi e Sheila). Aplicou-se diariamente CO2 via água de irrigação dos 15 dias após o transplante até o fim do ciclo da cultura. Utilizou-se o sistema de irrigação por gotejamento a aplicação do CO2 realizada as 10 h e as 15 h, com duração de 30 min por dia. Foram selecionadas seis plantas por parcela para realização das avaliações no primeiro experimento e três no segundo. As colheitas foram realizadas dos 62 DAT até 123 DAT no primeiro experimento, e 85 DAT até 137 DAT no segundo. Os frutos foram colhidos, e avaliados o diâmetro transversal e longitudinal dos frutos, produção e produtividade comercial de frutos, produção e produtividade não comercial de frutos, produção e produtividade total de frutos, número de frutos comerciais, número de frutos não comerciais, número de fruto total, número de frutos com podridão apical, acidez titulável, sólidos solúveis e pH. No primeiro experimento, a aplicação de dióxido de carbono via água de irrigação: reduziram a produção e a produtividade comercial e total para os híbridos Alambra e Jennifer; aumentaram o teor de sólidos solúveis e acidez titulável para os híbridos Lumi e Sheila. O híbrido Alambra destacou-se dos outros híbridos por apresentar maior produção de frutos comercializáveis e o híbrido Jennifer destacou-se por apresentar maior diâmetro transversal de frutos e massa média de fruto comercial. No segundo experimento, a aplicação de dióxido de carbono via água de irrigação reduziu a produção e a produtividade comercial e total de frutos, número de frutos total e comercial, massa média de fruto de fruto comercial e diâmetro transversal dos frutos de todos híbridos. A utilização de dióxido de carbono via água de irrigação via água de irrigação aumentou acidez titulável dos frutos, produção e produtividade de fruto não comercial e número de fruto não comercial. Não houve diferença dos híbridos para produção e produtividade comercial e total entre os híbridos. Porém, o híbrido Jennifer obteve maior massa de fruto e maior diâmetro transversal de fruto, assim pode obter melhor classificação

Tocoferóis, compostos com atividade de vitamina E (VTE), são antioxidantes lipofílicos sintetizados exclusivamente por organismos fotossintetizantes. A produção desses compostos ocorre a partir da ligação de um grupo cromanol a uma cadeia isoprênica, esta originada a partir de duas vias metabólicas possíveis: pela síntese de novo ou pela ativação do fitol liberado durante a quebra da clorofila, esta dependente de fitol quinase (VTE5). Conhecer os mecanismos responsáveis pela síntese e pelo acúmulo de vitamina VTE em plantas cultivadas é de grande interesse devido sua importância para a fisiologia vegetal e para a saúde humana. Frutos de tomate e seus derivados constituem fonte significativa de VTE na dieta humana. Para além da importância nutricional, o tomateiro emerge como um interessante modelo de estudo dos mecanismos regulatórios subjacentes à biossíntese de tocoferóis, visto que seu fruto combina uma ativa síntese de novo de isoprenóides juntamente com a degradação de clorofila durante o amadurecimento. Em estudo anterior, loci para caracteres quantitativos (QTL) para tocoferol em frutos foram identificados a partir da determinação dos níveis das isoformas α, β, μ e δ em uma população de linhagens introgredidas (ILs) de Solanum pennellii. Genes candidatos dentro dos intervalos dos QTL foram propostos, incluindo alguns relacionados à defitilação da clorofila e ao metabolismo fitol, CLOROFILASE (CLH) e um homólogo à VTE5, nomeado FARNESOL QUINASE (FOLK). Nesse contexto, o presente trabalho apresenta contribuições para o entendimento da regulação da biossíntese de VTE em tomateiro. Para tanto, adotaram-se diferentes abordagens, as quais incluem: a caracterização inicial da regulação transcricional dos genes envolvidos na biossíntese de tocoferóis ao longo do desenvolvimento de tomateiro; a exploração dos determinantes genéticos envolvidos no QTL para tocoferol a partir da análise do perfil transcricional de ILs; a análise integrada das mudanças do metabolismo de tocoferóis e outros isoprenóides em mutantes de tomateiro deficientes no amadurecimento e na degradação de clorofila; e, por fim, o estudo detalhado do metabolismo do fitol por meio da caracterização funcional dos genes codificantes para VTE5, FOLK e CLH(1). Os resultados obtidos fornecem valiosas informações sobre os mecanismos que controlam o acúmulo de VTE, além de expor inúmeras conexões entre o metabolismo de tocoferol e outras vias metabólicas que, em última análise, impactam a fisiologia de tomateiro / Tocopherols, compounds with vitamin E activity, are lipid-soluble antioxidants exclusively synthesized by photosynthetic organisms. The formation of tocopherol involves the condensation of a chromanol group with an isoprenoid chain, derived from two possible metabolic pathways: from the de novo biosynthesis or from chlorophyll phytol tail recycling, which depends on phytol kinase (VTE5) activity. Understanding the mechanisms underlying synthesis and accumulation of vitamin E in crops is of great interest because of its implications for plant physiology and human health. Tomato fruit and its derivatives constitute a significant dietary source of VTE for humans. Beyond the nutritional value, tomato emerges as an interesting study model of the regulatory mechanisms underlying tocopherol biosynthesis, since fruit couples an active de novo synthesis of isoprenoids together with chlorophyll degradation along ripening. In a previous work, quantitative trait loci (QTL) for VTE content were identified in ripe fruits by tocopherol determination of α, β, μ and δ isoform levels in a population of Solanum pennellii introgression lines (IL). Candidate genes within QTL intervals were proposed, including some related to chlorophyll dephytylation and phytol metabolism, a CHLOROPHYLLASE (CLH) and a VTE5 homolog, named FARNESOL KINASE (FOLK). In this context, this work presents contributions to understanding the regulation of VTE biosynthesis in tomato. For this, different approachs were taken including: an initial characterization of transcriptional regulation of the genes involved in tocopherol biosynthesis along tomato development; the exploitation of genetic determinants involved in QTL for tocopherol from the transcriptional profile analyses of ILs; the integrated analyses of tocopherols metabolism changes and other isoprenoids in ripening impaired and chlorophyll degraded tomato mutants; and, finally, the detailed study of phytol metabolism by means of functional characterization of the genes encoding for VTE5, FOLK and CLH(1). Our results provide valuable insights into the mechanisms that control the VTE accumulation and also expose several cross-talks between the tocopherol metabolism and other metabolic pathways that, ultimately, impact on tomato physiology