Nanoemulsões consistem em emulsões com tamanho de glóbulos na faixa de 50 a 200 nm, apresentam-se transparentes e são cineticamente estáveis. Têm sido estudadas em formulações de uso tópico por aumentar a permeação cutânea de ativos, auxiliar na redução da perda transepidérmica de água, entre outros benefícios. Em patologias como a dermatite atópica e psoríase, as nanoemulsões auxiliam na recuperação do tecido cutâneo. O óleo de arroz, que pode compor a fase oleosa de nanoemulsões, tem propriedade antioxidante e hidratante, podendo manter o estrato córneo saudável e recuperar a pele danificada. Essa pesquisa tem o objetivo de desenvolver nanoemulsões de óleo de arroz para serem utilizadas como adjuvante no tratamento de dermatite atópica e psoríase. Diversos pares de tensoativo foram pesquisados a fim de empregar aquele que permitisse a formação de nanoemulsões. O valor de EHL do óleo em questão foi de 6,0. Já a formação de nanoemulsões se deu no valor de EHL 8,0 para o par de tensoativo mono-oleato de sorbitano/óleo de rícino etoxilado 30 OE (sistema 1) e no EHL de 9,0 para o par de tensoativo óleo de rícino etoxilado 15 OE/40 OE (sistema 2), com quantidades de 10,00% de óleo, 10,00% de tensoativos e 80,00% de água para ambas formulações. O método de emulsificação por inversão de fases com a fase aquosa vertida sobre a oleosa foi o mais indicado para a formação de glóbulos de tamanho reduzido, bem como a temperatura de 75ºC. A nanoemulsão composta pelo sistema 1 foi a mais estável quando adicionada de umectantes/emolientes, durante a estabilidade de 90 dias e no ciclo gela-degela. O valor de 0,269mg/mL do óleo de arroz no meio reacional foi capaz de inibir 50,00% do radical DPPH. No ensaio de irritação em modelo organotípico (HET-CAM), as nanoemulsões foram praticamente não irritantes enquanto as soluções de tensoativos ligeiramente irritantes. Por meio dos testes in vivo, observou-se aumento da hidratação cutânea em voluntários com a pele normal e em pacientes com dermatite atópica e psoríase. A cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) mostrou a presença de um dos constituintes do gama-orizanol, composto com superior propriedade antioxidante, no óleo de arroz. / Nanoemulsions are emulsion with droplet size in the range of 50 to 200 nm, with transparent appearance and kinetically stable. It has been widely studied in topical formulations to increase skin permeation of actives helping to reduce the transepidermal water loss, among others benefits. In diseases such as atopic dermatitis and psoriasis, nanoemulsions help in the skin disease recovery. The rice bran oil, which can form the emulsion oil phase, has antioxidant and moisturizing properties that may help to maintain healthy and recover damage skin. This research aims to develop rice bran oil nanoemulsion to be used as an adjuvant in the treatment of atopic dermatitis and psoriasis. Several pairs of surfactant were investigated to employ one that allows stable nanoemulsion formation. The oil HLB was 6.0. The nanoemulsion formation was in HLB of 8.0 to the surfactant pair sorbitan monooleate/castor oil ethoxylated 30 OE (system 1), and HLB of 9.0 to surfactant pair castor oil ethoxylated 15 OE/40 OE (system 2), with amounts of 10.00 % oil, 10.00% surfactants and 80.00% water for both formulations. The emulsification method by phase inversion with the aqueous phase poured in the oil was the most suitable for the formation of small droplet size, together with the temperature at 75°C. The nanoemulsion composed by the system 1 maintained stable when added to moisturizers/emollients, during 90 days of stability study and freeze/defrost cycles. The value of 0,269 mg/mL of rice bran oil in the reaction medium was able to inhibit 50.00% of DPPH. In the irritation test in the organotypic model, the nanoemulsions were practically non-irritating and the surfactant solutions were slightly irritating. The in vivo tests showed an increase of hydration in volunteers with normal skin as well as in patients with atopic dermatitis and psoriasis. The high performance liquid chromatography (HPLC) showed the presence of one of the gamma-oryzanol constituents, a compound with superior antioxidant properties, at the rice bran oil studied.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:44:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV12MA065.pdf: 508768 bytes, checksum: 1e4a2db0f970b3c9b6a1f30c4976290b (MD5) Previous issue date: 2012-03-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The experiments of competing cultivars carried out by Epagri have shown differences in grain yield among the three main paddy rice production regions of Santa Catarina Sate: High Itajai Valley, Low Itajaí Valley/North Coast and South Coast. Consistently, grain yield has been higher in High Itajai Valley than in the other production regions. This work was conducted aiming to evaluate agronomic traits that are correlated with paddy rice productivity at two regions of Santa Catarina State, identifying ecological, morphological and physiological characteristics that help to explain grain yield differences between production regions. Two experiments were set in Pouso Redondo (representing High Itajai Valley) and Itajai (representing the North Coast). At each site, five genotypes were assessed: the cultivars Epagri 106 and Epagri 108 and the experimental lines SC471, SC 536 and SC 637. A randomized block design with four replications was used. Each plot was 15m long and 4m wide. Rice sowing was performed with pre-germinated seeds on 10/06/2010 and 10/13/2010 in Itajai and Pouso Redondo, respectively. A sowing density of 400 seeds m-2 was used. Number of green and senesced leaves, number of tillers and foliar disease incidence were evaluated at tillering. Main stem leaf area, flag leaf chlorophyll and N content and plant height were also assessed at flowering. Grain yield and its yield components were determined after harvesting. Climatic data related to air temperature, solar radiation and air relative humidity were collected at weather experimental stations located close to the two experimental sites. Results were submitted to variance analysis through the F test. Significant means were compared by the Duncan s test (P<0.05). Average grain yield was 18% higher in Pouso Redondo than in Itajai. The main yield component responsible for differences in grain yield between experimental sites was the number of grains per panicle. The higher main stem leaf area, the greater chlorophyll and nitrogen contend of flag leaf and the lower incidence of foliar diseases at flowering were traits that contributed to the larger values of grain yield in Pouso Redondo. The greater solar radiation availability, the lower average air temperatures and the smaller air relative humidity at the crop reproductive stage were environmental factors that favored high grain yield in the High Itajai Valley of Santa Catarina / Os experimentos de competição de cultivares conduzidos pela Epagri têm demonstrado diferenças significativas nas produtividades obtidas nas três principais macro regiões orizícolas do estado de Santa Catarina: Alto Vale do Itajaí, Baixo Vale/Litoral Norte e região Sul. Consistentemente, os rendimentos de grãos têm sido mais altos no Alto Vale do Itajaí do que nas demais regiões produtoras. Este trabalho teve por objetivo avaliar as características agronômicas que se correlacionam com a produtividade do arroz irrigado em duas regiões de Santa Catarina, identificando as bases ecológicas, morfológicas e fisiológicas para as diferenças de produtividade. Dois experimentos foram implantados nos municípios de Pouso Redondo (Alto Vale do Itajaí) e Itajaí (Litoral Norte). Em cada local cinco genótipos foram avaliados: as cultivares Epagri 108 e Epagri 106 e as linhagens SC 471, SC 536 e SC 637. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso com quatro repetições. Cada parcela foi constituída de 15 m de comprimento e 4 m de largura. A semeadura foi feita com sementes pré-germinadas, nos dias 6 de outubro de 2010 em Pouso Redondo e 13 de outubro de 2010 em Itajaí. A densidade de semeadura foi de 400 sementes aptas por metro quadrado. Avaliaram-se o número de folhas verdes e senescidas, número de perfilhos e incidência de doenças nas fases de perfilhamento e florescimento. Na fase de florescimento avaliaram-se também a área foliar do colmo principal, teor de clorofila e de nitrogênio da folha bandeira e estatura de planta. Após a colheita determinaram-se o rendimento de grãos e os componentes do rendimento. As informações climáticas referentes à temperatura, radiação solar e umidade relativa do ar foram coletadas utilizando-se estações meteorológicas localizadas próximas aos locais experimentais. Os resultados foram submetidos à análise de variância pelo teste F e as médias comparadas pelo teste de Duncan (P<0,05). A produtividade média do arroz irrigado em Pouso Redondo foi 18% maior do que em Itajaí. O principal componente do rendimento responsável pelas diferenças de produtividade registradas entre locais foi o número de grãos produzidos por panícula. A maior área foliar do colmo principal, o maior teor de N e de clorofila da folha bandeira e a menor incidência de doenças na floração foram características que contribuíram para o maior rendimento de grãos do arroz em Pouso Redondo. A maior disponibilidade de radiação, as menores temperaturas médias na fase reprodutiva e a menor umidade relativa do ar foram fatores ambientais que contribuíram para a obtenção rendimentos de grãos elevados no Alto Vale do Itajaí

Nanoemulsões consistem em emulsões com tamanho de glóbulos na faixa de 50 a 200 nm, apresentam-se transparentes e são cineticamente estáveis. Têm sido estudadas em formulações de uso tópico por aumentar a permeação cutânea de ativos, auxiliar na redução da perda transepidérmica de água, entre outros benefícios. Em patologias como a dermatite atópica e psoríase, as nanoemulsões auxiliam na recuperação do tecido cutâneo. O óleo de arroz, que pode compor a fase oleosa de nanoemulsões, tem propriedade antioxidante e hidratante, podendo manter o estrato córneo saudável e recuperar a pele danificada. Essa pesquisa tem o objetivo de desenvolver nanoemulsões de óleo de arroz para serem utilizadas como adjuvante no tratamento de dermatite atópica e psoríase. Diversos pares de tensoativo foram pesquisados a fim de empregar aquele que permitisse a formação de nanoemulsões. O valor de EHL do óleo em questão foi de 6,0. Já a formação de nanoemulsões se deu no valor de EHL 8,0 para o par de tensoativo mono-oleato de sorbitano/óleo de rícino etoxilado 30 OE (sistema 1) e no EHL de 9,0 para o par de tensoativo óleo de rícino etoxilado 15 OE/40 OE (sistema 2), com quantidades de 10,00% de óleo, 10,00% de tensoativos e 80,00% de água para ambas formulações. O método de emulsificação por inversão de fases com a fase aquosa vertida sobre a oleosa foi o mais indicado para a formação de glóbulos de tamanho reduzido, bem como a temperatura de 75ºC. A nanoemulsão composta pelo sistema 1 foi a mais estável quando adicionada de umectantes/emolientes, durante a estabilidade de 90 dias e no ciclo gela-degela. O valor de 0,269mg/mL do óleo de arroz no meio reacional foi capaz de inibir 50,00% do radical DPPH. No ensaio de irritação em modelo organotípico (HET-CAM), as nanoemulsões foram praticamente não irritantes enquanto as soluções de tensoativos ligeiramente irritantes. Por meio dos testes in vivo, observou-se aumento da hidratação cutânea em voluntários com a pele normal e em pacientes com dermatite atópica e psoríase. A cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) mostrou a presença de um dos constituintes do gama-orizanol, composto com superior propriedade antioxidante, no óleo de arroz. / Nanoemulsions are emulsion with droplet size in the range of 50 to 200 nm, with transparent appearance and kinetically stable. It has been widely studied in topical formulations to increase skin permeation of actives helping to reduce the transepidermal water loss, among others benefits. In diseases such as atopic dermatitis and psoriasis, nanoemulsions help in the skin disease recovery. The rice bran oil, which can form the emulsion oil phase, has antioxidant and moisturizing properties that may help to maintain healthy and recover damage skin. This research aims to develop rice bran oil nanoemulsion to be used as an adjuvant in the treatment of atopic dermatitis and psoriasis. Several pairs of surfactant were investigated to employ one that allows stable nanoemulsion formation. The oil HLB was 6.0. The nanoemulsion formation was in HLB of 8.0 to the surfactant pair sorbitan monooleate/castor oil ethoxylated 30 OE (system 1), and HLB of 9.0 to surfactant pair castor oil ethoxylated 15 OE/40 OE (system 2), with amounts of 10.00 % oil, 10.00% surfactants and 80.00% water for both formulations. The emulsification method by phase inversion with the aqueous phase poured in the oil was the most suitable for the formation of small droplet size, together with the temperature at 75°C. The nanoemulsion composed by the system 1 maintained stable when added to moisturizers/emollients, during 90 days of stability study and freeze/defrost cycles. The value of 0,269 mg/mL of rice bran oil in the reaction medium was able to inhibit 50.00% of DPPH. In the irritation test in the organotypic model, the nanoemulsions were practically non-irritating and the surfactant solutions were slightly irritating. The in vivo tests showed an increase of hydration in volunteers with normal skin as well as in patients with atopic dermatitis and psoriasis. The high performance liquid chromatography (HPLC) showed the presence of one of the gamma-oryzanol constituents, a compound with superior antioxidant properties, at the rice bran oil studied.

A ascorbato peroxidase (APX) é uma das principais enzimas do sistema de detoxificação de espécies reativas de oxigênio (ERO) em plantas, catalisando a conversão do peróxido de hidrogênio em água usando o ascorbato como doador de elétrons. No arroz, oito genes codificam APX. O presente estudo teve como objetivo avaliar o papel das enzimas de APXs em arroz, através da determinação das localizações subcelulares das diferentes isoformas, do estudo da expressão gênica e da caracterização detalhada do efeito do silenciamento das isoformas cloroplastídicas (chlAPXs) no metabolismo da planta, em condições normais e na resposta à estresses abióticos. A expressão diferencial das diferentes isoformas de APXs em condições de estresses abióticos varia entre as espécies e com a intensidade e duração do estresse. A localização subcelular de OsAPX1 e OsAPX2 no citosol, OsAPX3 e OsAPX4 nos peroxissomos, OsAPX5 no cloroplasto/mitocôndria, OsAPX6 na mitocôndria e OsAPX7 no cloroplasto foram confirmadas em protoplastos de arroz. Plantas duplamente silenciadas para os genes OsAPX7/OsAPX8 não apresentam alterações fenotípicas, no entanto possuem alterações no metabolismo antioxidante sob condições normais de crescimento. Análises proteômicas dessas plantas revelaram que várias rotas importantes foram afetadas, especialmente proteínas envolvidas com processos fotossintéticos. Plantas silenciadas submetidas a estresse de alta luz (HL) e metil viologênio (MV) mostraram que as chlAPXs são importantes na proteção antioxidante em arroz. Alterações como fotodanos, fotoinibição e bloqueio do transporte de elétrons foram observadas nas plantas silenciadas submetidas a estresses abióticos, gerando grandes distúrbios na atividade fotoquímica. No entanto, sob alta luz as chlAPXs parecem não serem essenciais para a proteção de fotodanos, fotoinibição e danos oxidativos dirigidos pela alta luz no fotossistema II. Plantas silenciadas e não-transformadas (NT) exibem diferenças na fotossíntese sob condições normais de crescimento, bem como quando submetidas a estresses abióticos. / Ascorbate peroxidase (APX) is a major enzyme of the Reactive Oxygen Species (ROS) detoxification system in plants, catalyzing the conversion of hydrogen peroxide into water using ascorbate as electron donor. In rice eight genes encode APX. This study aimed to evaluate the role of APX enzymes in rice, through subcellular localization of the different isoforms, the study of gene expression and detailed characterization of chloroplastic APXs (chlAPXs) silencing in plant metabolism under normal conditions and in response to abiotic stresses. The differential expression of the different isoforms of APXs under abiotic stress conditions varies among species, and depends on the intensity and duration of stress. The subcellular localization of OsAPX1 and OsAPX2 in cytosol, OsAPX3 and OsAPX4 in peroxisomes, OsAPX5 in cloroplast/mitochondria, OsAPX6 in mitochondria and OsAPX7 in chloroplast were confirmed in rice protoplasts. Double silenced plants in OsAPX7/OsAPX8 genes did not show phenotypic changes; however presented alterations in the antioxidant metabolism under normal growth conditions. Proteomic analysis revealed that in theses plants several important pathways were affected, especially proteins involved with photosynthetic process. Silenced plants subjected to high light (HL) and methyl viologen (MV) stresses show that the chlAPXs are important in the antioxidant protection in rice. Alterations such photodamage, photoinhibition and obstruction of the electron transport were observed in silenced plants subjected to abiotic stresses, generating great disturbances in photochemical activity. However, under high light the chlAPXs appear not be essential to the protection of photodamage, photoinhibition and oxidative damage triggered by HL in photosystem II (PSII). Silenced and non-transformed (NT) plants exhibit differences in photosynthesis under normal growth conditions, as well as, when subjected to abiotic stress.

O manejo do solo, a rotação de culturas, uso de coberturas de solo e os sistemas integrados de produção agropecuária são práticas agronômicas que modificam os fluxos de carbono, energia e nutrientes no solo. Essas mudanças impactam diretamente na biomassa microbiana, na atividade de enzimas extracelulares e na diversidade microbiana no solo. Assim, o objetivo dessa tese foi avaliar as características microbianas, estoques de carbono e nitrogênio, propriedades físicas e disponibilidade de nutrientes de experimentos de média e longa duração sob semeadura direta, culturas de cobertura, rotação de culturas e integração lavoura-pecuária em ambientes de terras baixas cultivados com arroz irrigado. A semeadura direta por longo prazo refletiu no aumento da atividade de enzimas extracelulares e do carbono orgânico total e particulado em superfície; porém com redução da diversidade da comunidade microbiana do solo. A semeadura direta também aumentou em 37% e 12% os estoques de carbono comparado ao sistema convencional e pré germinado, repectivamente Contudo, a mudança desses atributos de solo sob semeadura direta não se refletiu em aumento da produtividade de arroz. A adoção dos sistemas integrados de produção agropecuária aumentou significativamente os principais macronutrientes na solução do solo cultivado com arroz irrigado. A rotação com soja também contribuiu para o aumento da atividade de enzimas extracelulares, disponibilidade de nitrogênio e produtividade de matéria seca de azevém 187% superior comparado à cultura do arroz. A adoção das culturas de cobertura resultou em maior atividade microbiana do solo associado aos maiores estoques de carbono e nitrogênio que propiciaram maior produtividade de arroz irrigado comparado as áreas sem coberturas de solo e sem fertilização. Dessa forma, esse trabalho demonstra a importância da adoção de práticas conservacionistas de manejo do solo para a melhoria da qualidade do solo em ambientes de terras baixas do Rio Grande do Sul. / Soil management, crop rotation, use of soil cover and integrated agricultural production systems are agronomic practices that modify the fluxes of carbon, energy and nutrients in the soil. These changes directly impact the microbial biomass, the activity of extracellular enzymes and the microbial diversity in the soil. The objective of this thesis was to evaluate the microbial characteristics, carbon and nitrogen stocks, physical properties and nutrient availability of medium and long term experiments under no-tillage, cover crops, crop rotation and crop-livestock integration in lowland where the main crop is irrigated rice. Long - term no - tillage reflected on the increase of the activity of extracellular enzymes and of particulate organic carbon on the surface, but with a reduction in the diversity of the soil microbial community. No-till also increased by 37% and 12% the carbon stocks compared to the conventional and pre-germinated system, respectively. However, improved soil quality under no-tillage was not reflected in increased rice yield. The adoption of integrated agricultural production systems significantly increased the main macronutrients in soil solution cultivated with irrigated rice. Crop rotation and the use of autumn-winter cover also contributed to the increase of extracellular enzyme activity in the soil. The increased microbial activity of the soil under rotation with soybean resulted in a ryegrass yield of about 187% higher compared to the rice crop. In the case of cover crops, the greater soil microbial activity associated with higher carbon and nitrogen stocks provided higher yield of irrigated rice compared to areas without soil cover. Thus, this work demonstrates the importance of the adoption of conservation practices of soil management for the improvement of soil quality and production sustainability in lowland environments in Rio Grande do Sul.

A ascorbato peroxidase (APX) é uma das principais enzimas do sistema de detoxificação de espécies reativas de oxigênio (ERO) em plantas, catalisando a conversão do peróxido de hidrogênio em água usando o ascorbato como doador de elétrons. No arroz, oito genes codificam APX. O presente estudo teve como objetivo avaliar o papel das enzimas de APXs em arroz, através da determinação das localizações subcelulares das diferentes isoformas, do estudo da expressão gênica e da caracterização detalhada do efeito do silenciamento das isoformas cloroplastídicas (chlAPXs) no metabolismo da planta, em condições normais e na resposta à estresses abióticos. A expressão diferencial das diferentes isoformas de APXs em condições de estresses abióticos varia entre as espécies e com a intensidade e duração do estresse. A localização subcelular de OsAPX1 e OsAPX2 no citosol, OsAPX3 e OsAPX4 nos peroxissomos, OsAPX5 no cloroplasto/mitocôndria, OsAPX6 na mitocôndria e OsAPX7 no cloroplasto foram confirmadas em protoplastos de arroz. Plantas duplamente silenciadas para os genes OsAPX7/OsAPX8 não apresentam alterações fenotípicas, no entanto possuem alterações no metabolismo antioxidante sob condições normais de crescimento. Análises proteômicas dessas plantas revelaram que várias rotas importantes foram afetadas, especialmente proteínas envolvidas com processos fotossintéticos. Plantas silenciadas submetidas a estresse de alta luz (HL) e metil viologênio (MV) mostraram que as chlAPXs são importantes na proteção antioxidante em arroz. Alterações como fotodanos, fotoinibição e bloqueio do transporte de elétrons foram observadas nas plantas silenciadas submetidas a estresses abióticos, gerando grandes distúrbios na atividade fotoquímica. No entanto, sob alta luz as chlAPXs parecem não serem essenciais para a proteção de fotodanos, fotoinibição e danos oxidativos dirigidos pela alta luz no fotossistema II. Plantas silenciadas e não-transformadas (NT) exibem diferenças na fotossíntese sob condições normais de crescimento, bem como quando submetidas a estresses abióticos. / Ascorbate peroxidase (APX) is a major enzyme of the Reactive Oxygen Species (ROS) detoxification system in plants, catalyzing the conversion of hydrogen peroxide into water using ascorbate as electron donor. In rice eight genes encode APX. This study aimed to evaluate the role of APX enzymes in rice, through subcellular localization of the different isoforms, the study of gene expression and detailed characterization of chloroplastic APXs (chlAPXs) silencing in plant metabolism under normal conditions and in response to abiotic stresses. The differential expression of the different isoforms of APXs under abiotic stress conditions varies among species, and depends on the intensity and duration of stress. The subcellular localization of OsAPX1 and OsAPX2 in cytosol, OsAPX3 and OsAPX4 in peroxisomes, OsAPX5 in cloroplast/mitochondria, OsAPX6 in mitochondria and OsAPX7 in chloroplast were confirmed in rice protoplasts. Double silenced plants in OsAPX7/OsAPX8 genes did not show phenotypic changes; however presented alterations in the antioxidant metabolism under normal growth conditions. Proteomic analysis revealed that in theses plants several important pathways were affected, especially proteins involved with photosynthetic process. Silenced plants subjected to high light (HL) and methyl viologen (MV) stresses show that the chlAPXs are important in the antioxidant protection in rice. Alterations such photodamage, photoinhibition and obstruction of the electron transport were observed in silenced plants subjected to abiotic stresses, generating great disturbances in photochemical activity. However, under high light the chlAPXs appear not be essential to the protection of photodamage, photoinhibition and oxidative damage triggered by HL in photosystem II (PSII). Silenced and non-transformed (NT) plants exhibit differences in photosynthesis under normal growth conditions, as well as, when subjected to abiotic stress.

O manejo do solo, a rotação de culturas, uso de coberturas de solo e os sistemas integrados de produção agropecuária são práticas agronômicas que modificam os fluxos de carbono, energia e nutrientes no solo. Essas mudanças impactam diretamente na biomassa microbiana, na atividade de enzimas extracelulares e na diversidade microbiana no solo. Assim, o objetivo dessa tese foi avaliar as características microbianas, estoques de carbono e nitrogênio, propriedades físicas e disponibilidade de nutrientes de experimentos de média e longa duração sob semeadura direta, culturas de cobertura, rotação de culturas e integração lavoura-pecuária em ambientes de terras baixas cultivados com arroz irrigado. A semeadura direta por longo prazo refletiu no aumento da atividade de enzimas extracelulares e do carbono orgânico total e particulado em superfície; porém com redução da diversidade da comunidade microbiana do solo. A semeadura direta também aumentou em 37% e 12% os estoques de carbono comparado ao sistema convencional e pré germinado, repectivamente Contudo, a mudança desses atributos de solo sob semeadura direta não se refletiu em aumento da produtividade de arroz. A adoção dos sistemas integrados de produção agropecuária aumentou significativamente os principais macronutrientes na solução do solo cultivado com arroz irrigado. A rotação com soja também contribuiu para o aumento da atividade de enzimas extracelulares, disponibilidade de nitrogênio e produtividade de matéria seca de azevém 187% superior comparado à cultura do arroz. A adoção das culturas de cobertura resultou em maior atividade microbiana do solo associado aos maiores estoques de carbono e nitrogênio que propiciaram maior produtividade de arroz irrigado comparado as áreas sem coberturas de solo e sem fertilização. Dessa forma, esse trabalho demonstra a importância da adoção de práticas conservacionistas de manejo do solo para a melhoria da qualidade do solo em ambientes de terras baixas do Rio Grande do Sul. / Soil management, crop rotation, use of soil cover and integrated agricultural production systems are agronomic practices that modify the fluxes of carbon, energy and nutrients in the soil. These changes directly impact the microbial biomass, the activity of extracellular enzymes and the microbial diversity in the soil. The objective of this thesis was to evaluate the microbial characteristics, carbon and nitrogen stocks, physical properties and nutrient availability of medium and long term experiments under no-tillage, cover crops, crop rotation and crop-livestock integration in lowland where the main crop is irrigated rice. Long - term no - tillage reflected on the increase of the activity of extracellular enzymes and of particulate organic carbon on the surface, but with a reduction in the diversity of the soil microbial community. No-till also increased by 37% and 12% the carbon stocks compared to the conventional and pre-germinated system, respectively. However, improved soil quality under no-tillage was not reflected in increased rice yield. The adoption of integrated agricultural production systems significantly increased the main macronutrients in soil solution cultivated with irrigated rice. Crop rotation and the use of autumn-winter cover also contributed to the increase of extracellular enzyme activity in the soil. The increased microbial activity of the soil under rotation with soybean resulted in a ryegrass yield of about 187% higher compared to the rice crop. In the case of cover crops, the greater soil microbial activity associated with higher carbon and nitrogen stocks provided higher yield of irrigated rice compared to areas without soil cover. Thus, this work demonstrates the importance of the adoption of conservation practices of soil management for the improvement of soil quality and production sustainability in lowland environments in Rio Grande do Sul.

O manejo do solo, a rotação de culturas, uso de coberturas de solo e os sistemas integrados de produção agropecuária são práticas agronômicas que modificam os fluxos de carbono, energia e nutrientes no solo. Essas mudanças impactam diretamente na biomassa microbiana, na atividade de enzimas extracelulares e na diversidade microbiana no solo. Assim, o objetivo dessa tese foi avaliar as características microbianas, estoques de carbono e nitrogênio, propriedades físicas e disponibilidade de nutrientes de experimentos de média e longa duração sob semeadura direta, culturas de cobertura, rotação de culturas e integração lavoura-pecuária em ambientes de terras baixas cultivados com arroz irrigado. A semeadura direta por longo prazo refletiu no aumento da atividade de enzimas extracelulares e do carbono orgânico total e particulado em superfície; porém com redução da diversidade da comunidade microbiana do solo. A semeadura direta também aumentou em 37% e 12% os estoques de carbono comparado ao sistema convencional e pré germinado, repectivamente Contudo, a mudança desses atributos de solo sob semeadura direta não se refletiu em aumento da produtividade de arroz. A adoção dos sistemas integrados de produção agropecuária aumentou significativamente os principais macronutrientes na solução do solo cultivado com arroz irrigado. A rotação com soja também contribuiu para o aumento da atividade de enzimas extracelulares, disponibilidade de nitrogênio e produtividade de matéria seca de azevém 187% superior comparado à cultura do arroz. A adoção das culturas de cobertura resultou em maior atividade microbiana do solo associado aos maiores estoques de carbono e nitrogênio que propiciaram maior produtividade de arroz irrigado comparado as áreas sem coberturas de solo e sem fertilização. Dessa forma, esse trabalho demonstra a importância da adoção de práticas conservacionistas de manejo do solo para a melhoria da qualidade do solo em ambientes de terras baixas do Rio Grande do Sul. / Soil management, crop rotation, use of soil cover and integrated agricultural production systems are agronomic practices that modify the fluxes of carbon, energy and nutrients in the soil. These changes directly impact the microbial biomass, the activity of extracellular enzymes and the microbial diversity in the soil. The objective of this thesis was to evaluate the microbial characteristics, carbon and nitrogen stocks, physical properties and nutrient availability of medium and long term experiments under no-tillage, cover crops, crop rotation and crop-livestock integration in lowland where the main crop is irrigated rice. Long - term no - tillage reflected on the increase of the activity of extracellular enzymes and of particulate organic carbon on the surface, but with a reduction in the diversity of the soil microbial community. No-till also increased by 37% and 12% the carbon stocks compared to the conventional and pre-germinated system, respectively. However, improved soil quality under no-tillage was not reflected in increased rice yield. The adoption of integrated agricultural production systems significantly increased the main macronutrients in soil solution cultivated with irrigated rice. Crop rotation and the use of autumn-winter cover also contributed to the increase of extracellular enzyme activity in the soil. The increased microbial activity of the soil under rotation with soybean resulted in a ryegrass yield of about 187% higher compared to the rice crop. In the case of cover crops, the greater soil microbial activity associated with higher carbon and nitrogen stocks provided higher yield of irrigated rice compared to areas without soil cover. Thus, this work demonstrates the importance of the adoption of conservation practices of soil management for the improvement of soil quality and production sustainability in lowland environments in Rio Grande do Sul.

A ascorbato peroxidase (APX) é uma das principais enzimas do sistema de detoxificação de espécies reativas de oxigênio (ERO) em plantas, catalisando a conversão do peróxido de hidrogênio em água usando o ascorbato como doador de elétrons. No arroz, oito genes codificam APX. O presente estudo teve como objetivo avaliar o papel das enzimas de APXs em arroz, através da determinação das localizações subcelulares das diferentes isoformas, do estudo da expressão gênica e da caracterização detalhada do efeito do silenciamento das isoformas cloroplastídicas (chlAPXs) no metabolismo da planta, em condições normais e na resposta à estresses abióticos. A expressão diferencial das diferentes isoformas de APXs em condições de estresses abióticos varia entre as espécies e com a intensidade e duração do estresse. A localização subcelular de OsAPX1 e OsAPX2 no citosol, OsAPX3 e OsAPX4 nos peroxissomos, OsAPX5 no cloroplasto/mitocôndria, OsAPX6 na mitocôndria e OsAPX7 no cloroplasto foram confirmadas em protoplastos de arroz. Plantas duplamente silenciadas para os genes OsAPX7/OsAPX8 não apresentam alterações fenotípicas, no entanto possuem alterações no metabolismo antioxidante sob condições normais de crescimento. Análises proteômicas dessas plantas revelaram que várias rotas importantes foram afetadas, especialmente proteínas envolvidas com processos fotossintéticos. Plantas silenciadas submetidas a estresse de alta luz (HL) e metil viologênio (MV) mostraram que as chlAPXs são importantes na proteção antioxidante em arroz. Alterações como fotodanos, fotoinibição e bloqueio do transporte de elétrons foram observadas nas plantas silenciadas submetidas a estresses abióticos, gerando grandes distúrbios na atividade fotoquímica. No entanto, sob alta luz as chlAPXs parecem não serem essenciais para a proteção de fotodanos, fotoinibição e danos oxidativos dirigidos pela alta luz no fotossistema II. Plantas silenciadas e não-transformadas (NT) exibem diferenças na fotossíntese sob condições normais de crescimento, bem como quando submetidas a estresses abióticos. / Ascorbate peroxidase (APX) is a major enzyme of the Reactive Oxygen Species (ROS) detoxification system in plants, catalyzing the conversion of hydrogen peroxide into water using ascorbate as electron donor. In rice eight genes encode APX. This study aimed to evaluate the role of APX enzymes in rice, through subcellular localization of the different isoforms, the study of gene expression and detailed characterization of chloroplastic APXs (chlAPXs) silencing in plant metabolism under normal conditions and in response to abiotic stresses. The differential expression of the different isoforms of APXs under abiotic stress conditions varies among species, and depends on the intensity and duration of stress. The subcellular localization of OsAPX1 and OsAPX2 in cytosol, OsAPX3 and OsAPX4 in peroxisomes, OsAPX5 in cloroplast/mitochondria, OsAPX6 in mitochondria and OsAPX7 in chloroplast were confirmed in rice protoplasts. Double silenced plants in OsAPX7/OsAPX8 genes did not show phenotypic changes; however presented alterations in the antioxidant metabolism under normal growth conditions. Proteomic analysis revealed that in theses plants several important pathways were affected, especially proteins involved with photosynthetic process. Silenced plants subjected to high light (HL) and methyl viologen (MV) stresses show that the chlAPXs are important in the antioxidant protection in rice. Alterations such photodamage, photoinhibition and obstruction of the electron transport were observed in silenced plants subjected to abiotic stresses, generating great disturbances in photochemical activity. However, under high light the chlAPXs appear not be essential to the protection of photodamage, photoinhibition and oxidative damage triggered by HL in photosystem II (PSII). Silenced and non-transformed (NT) plants exhibit differences in photosynthesis under normal growth conditions, as well as, when subjected to abiotic stress.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2016-10-06T18:31:14Z No. of bitstreams: 1 2011 - Ana Maria Silva de Araujo.pdf: 2356633 bytes, checksum: ddb45ffd88bc508180544f6f9a4cb0a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-06T18:31:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011 - Ana Maria Silva de Araujo.pdf: 2356633 bytes, checksum: ddb45ffd88bc508180544f6f9a4cb0a3 (MD5) Previous issue date: 2011-02-24 / CAPES / CNPq / The wet tropical climate, characteristic of great part of the Northeast, Midwest and part of the Southeast regions of Brazil, present markedly a rainy season and a dry one. During the dry season, the evapotranspiration provides capillary movements of water in soil coincidently with the superficial accumulation of NO3 -. The amount of nitrate in the soil may vary with the seasonality of environmental variables, such as the temperature and precipitation, thus influencing the assimilation process, the consumption and the storage of that ion by the plants. This way, in the beginning of the rainy period there is a great availability of NO3 - in the soil. This phenomenon has being identified as nitrate flush. The objective of the study was to evaluate the possibility of occurrence of synchronism among N-NO3 - flush and absorption of N by two rice varieties dissimilar in the storage capacity and remobilization of N in field conditions. Two experiments were installed in two consecutive years in the town of S?o Luis and in Miranda do Norte, Maranh?o State. The areas had three different management systems: alley cropping, slash-and-burn agriculture (cutting down and burning), and conventional system. The legume trees used were: Leucaena leucocephala (Leucena); Clitoria fairchildiana (Philippine pigeonwings); and Acacia mangium (acacia). They were combined among themselves, in the following treatments: Philippine pigeonwings + Leucena (S + L); Acacia + Leucena (A + L), and a reference plot, without legume trees. The experimental design was of random blocks in sub-subdivided plots with four repetitions. The appraised parameters were: nitrate reductase (NR) activity, the plant N metabolism, the mineralization of N in soil, the seasonal flow of NO3 - in soil, biomass production, and the rice productivity. According to the results, the addition of biomass from legume trees did not cause great alterations in the soil characteristics, in S?o Luis and in the Miranda do Norte areas. In the soil the largest changes were observed for the burnt area and the one with conventional system. The Acacia + Leucena alley cropping influenced significantly most of evaluated variables, and in most of the time they showed superior to Sombreiro + Leucena alley and the testimony. In general, the activity of the nitrate reductase was low, for all systems. However, a variation was verified in the enzyme activity according to sampling period. The results showed the largest reductions in NO3 - in the hems, indicating this is the preferential plant part for N remobilization in rice. The traditional variety always presented lower values of NR activity, and it accumulated more NO3 - compared with the improved variety. There were seasonal variations in the levels of NO3 - and NH4 + in the soil; however the largest accumulations of NH4 + occurred in the superficial layer and in the beginning of the rainy season. The rice productivity was low; however it differed significantly among the management systems. / O clima tropical ?mido, caracter?stico de grande parte do Nordeste, Centro-Oeste e parte do Sudeste do Brasil, apresenta de forma marcante uma esta??o chuvosa e outra seca. Durante a esta??o seca, a evapotranspira??o proporciona movimentos capilares de ?gua no solo coincidentes com o ac?mulo superficial de NO3 -. Esse conte?do de nitrato no solo pode variar com a sazonalidade de vari?veis ambientais, tais como a temperatura e a precipita??o, assim influenciando o processo de assimila??o, o consumo e o armazenamento desse ?on pelas plantas. Portanto, no in?cio do per?odo chuvoso ocorre grande disponibilidade de NO3 - no solo e este fen?meno tem sido denominado como ?flush? de nitrato. O objetivo do estudo foi o de avaliar a possibilidade de ocorr?ncia do sincronismo entre esse ?flush? de N-NO3 - e a absor??o de N por duas variedades de arroz diferentes quanto ? capacidade de armazenamento e remobiliza??o de N em condi??es de campo. Para tal, foram instalados dois experimentos por dois anos consecutivos nos munic?pios de S?o Luis e Miranda do Norte, Estado do Maranh?o em tr?s diferentes sistemas de manejo: cultivo em al?ias, ro?a no toco (derrubada e queima) e sistema convencional. As esp?cies de leguminosas utilizadas foram: Leucaena leucocephala (leucena); a Clitoria fairchildiana (sombreiro) e a Acacia mangium (ac?cia), combinadas entre si, nos seguintes tratamentos: Sombreiro + Leucena (S + L); Ac?cia + Leucena (A+ L) e Testemunha, sem leguminosas. Em todos os sistemas de manejo adotou-se o delineamento experimental de blocos casualizados em parcelas sub-subdivididas com quatro repeti??es. Os par?metros avaliados foram ? atividade da nitrato redutase, o metabolismo do N na planta, o fluxo sazonal de NO3 - no solo, produ??o de biomassa e a produtividade do arroz. De acordo com resultados, a adi??o de biomassa das leguminosas n?o causou grandes altera??es nas caracter?sticas do solo tanto em S?o Luis quanto no munic?pio de Miranda do Norte. No solo as maiores altera??es foram observadas para o a ?rea queimada e a ?rea mantida em sistema convencional. As al?ias de Ac?cia + Leucena influenciaram de forma significativa a maioria das vari?veis avaliadas apresentando-se na maioria das vezes superiores as al?ias de Sombreiro + Leucena e a testemunha. No geral, a atividade da nitrato redutase foi baixa em todos os sistemas de manejo. No entanto, constatou-se varia??o na atividade da enzima em fun??o ?poca de amostragem. Os resultados mostraram que as maiores redu??es nos teores de NO3 - foram observados nas bainhas, indicando ser este o local preferencial para a remobiliza??o de N em arroz. A variedade tradicional apresentou sempre valores mais baixos de atividade da NR e acumulou mais NO3 - comparada com a variedade melhorada. Houve varia??es sazonais no teor de NO3 - e NH4 + no solo, por?m os maiores ac?mulos de NH4 + ocorreram na camada superficial e in?cio da esta??o chuvosa. A produtividade do arroz foi baixa, por?m diferiu de forma significativa entre os sistemas de manejo.