Orientador: Marcos Silveira Buckeridge / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:35:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lisboa_CesarGustavoSerafim_M.pdf: 19512076 bytes, checksum: 2f67235487f803777476cf49276d414d (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: As sementes de muitas plantas possuem endosperma, um tecido especializado com funções tanto de reserva como de constrição mecânica do embrião nas primeiras etapas de desenvolvimento. Em muitas espécies de leguminosas, estes tecidos especializados armazenam como polissacarídeo de reserva, o galactomanano. Este polímero apresenta um cadeia central de manose ( ß-1,4 ligadas) e ramificações de galactose (?-l,6 ligadas ao esqueleto central). Três enzimas estão envolvidas na hidrólise do galactomanano: a endo-ß- mananase, a ?-galactosidase e a ß-manosidase. Da forma com que a endo-mananase ataca o polímero, inicialmente produz oligossacarídeos galactosilados que, são posteriormente hidrolisados pelas duas últimas exo-enzimas (?-galactosidase e ß-mananase) até galactose e manose livres. Neste trabalho, uma endo-ß-mananase foi purificada do endosperma das sementes de Sesbania virgata, uma leguminosa nativa. Uma curva de tempo de germinação mostrou que a atividade da mananase aparece inicialmente na região do endosperma próxima à área de protrusão da radícula e, subseqüentemente, aumenta na região lateral do endosperma da semente seguindo o desenvolvimento da plântula. Medindo a atividade em pH 5 a 45°C, o máximo da atividade catalítica correspondeu a 120h de desenvolvimento para, em seguida, decair. Para a purificação da enzima, utilizou-se uma coluna de troca iônica DEAE-celulose seguida de uma coluna de afinidade biológica em Sepharose Concanavalina A. A mananase purificada é uma glicoproteína de peso molecular de cerca de 30KDa, com pH ótimo entre 3,5 e 5, temperatura ótima de 45°C e ponto isoelétrico 4,5. A caracterização da atividade da endo-mananase sobre diferentes galactomananos com diferentes razões manose:galactose, indicou que a ramificação do polissacarídeo com galactose é o "fator-chave" na modulação da própria ação catalítica dessa enzima. Com essas observações, foi concluído que, a atividade da endo-mananase, além de estar relacionada com a mobilização de reservas, facilita a emersão da radícula agindo na área próxima à protrusão. Entendendo que a mananase pura não foi capaz de degradar o galactomanano da Trigonellafoenum-graecum (razão 1:1 de manose/galactose), sugere-se que exista uma relação inversa entre o grau de ramificação e a porcentagem de hidrólise da endo-mananase / Abstract; Many plant seeds have an endosperm, a tissue specialised either as storage or mechanical constraint to embryo growth. In many legume species, endosperms contain galactomannan. This polyssacharide is composed of a main chain of 1,4-ß-mannan branched with variable amounts of 1,6-?-linked galactosyl residues. Three enzymes produced by an aleurone layer are involved in galactomannan hydrolysis: endo-ß-mannanase, ?-galactosidase and ß- mannosidase. The former with mannanase attacks the polymer producing galactosylated oligossacharides which are further hydrolysed by the two last exo-enzymes to free mannose and galactose. In the present work, an endo-ß-mannanase was purified from the endosp erm of Sesbanía vírgata, a Brazilian native legume. The time-course shows that the activity of mannanase appears initially in the endosperm cap of seeds prior to radicle emergence and subsequently increases in the remaining lateral endosperm following seedling growth. Measuring the activity at pH 5 and 45°C, endo-mannanase peaked at 120h and then decreased. We used these conditions to perform purification procedures in DEAE-cellulose followed by affinity chromatography with Sepharose Concanavaline-A. The enzyme is a glycoprotein with an apparent molecular weight of 30Kda, optimum pH at 4.5 and temperature at 45°C, pI at 4.5. The mode of action of the enzyme on different galactomannans indicates the modulation of mannanase activity by the branching pattems of the polymers with galactose. From these observations it was concluded that mannanase activity facilitates radicle protrusion through the surrounding endosperm by weakening it in the area close to the radicle tip. On the basis that the pure enzyme can not degrade the fenugreek galactomannan (a fully substituted polysaccharide), we suggest that there is an inverse relationship between galactose branching and the degree of hydrolysis / Mestrado / Biologia Celular / Mestre em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Marcos Silveira Buckeridge / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-05T09:47:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_AnaMariada_D.pdf: 7141017 bytes, checksum: 8fd85424c475be2565861dd9ec704602 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A partir de análises bioquímicas caracterizamos os polissacarideos de parede celular de cana-deaçúcar (Saccharum officinarum) (Artigo 1), acompanhando a dinâmica destes polímeros ao longo do desenvolvimento da planta. COITelacionamos a dinâmica do desenvolvimento com os dados de expressão gênica das enzimas responsáveis pelo metabolismo da parede celular. Os resultados obtidos a partir da análise de monossacarideos e de análise estrutural sugerem que os polissacarideos encontrados na parede celular da cana são os arabinoxilanos, f3-glucanos, mananos e pectinas com ramificações neutras compostas principalmente de arabinanos (1 _5) ligados. A análise dos perfis dos oligossacarídeos de f3-glucanos dos vários tecidos de cana mostrou que nos diferentes órgãos a razão molar entre tri e tetrassacarideos se manteve constante. Os eventos observados nas folhas foram similares aos observados nas panículas, com alterações nas ftações neutras das pectinas e nos mananos e aumento no nível de ramificações dos xilanos. A extração de ß3-glucanos nas ftações NaOH O,lM e 4M sugere que nestas ftações foram solubilizados os ß3-glucanos ligados aos arabinoxilanos através de interação intermolecular não covalente. Em conjunto com a análise de monossacarídeos por Cromatografia de troca iônica de alto desempenho com detecção de pulso amperométrico (HP AEC-P AD) e análise de ligações glicosídicas por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (GC-MS), foi possível acompanhar a dinâmica dos polissacarideos da parede celular ao longo do desenvolvimento. Em Brachiaria decumbens (Artigo 11) constatou-se modificações quantitativas e qualitativas nos f3-glucanos ao longo do desenvolvimento foliar. A partir das análises dos oligossacarídeos de (3-glucanos através de Cromatografia de troca iônica de alto desempenho com detecção por pulso amperométrico(HP AEC-P AD), verificou-se que em folhas maiores que 30cm a razão tri: tetrassacarideo sofreu alteração, o que poderia estar relacionado com o fim do período de alongamento celular e crescimento do tecido provocando alteração na estrutura do f3-glucano e desta forma promovendo a forte interação com os glucuronoarabinoxilanos (GAXs) / Abstract: The dynamics of cell wall of sugar cane (Saccharum officinarum) was characterized by biochemical analysis (paper 1). The expression of genes that encoding enzymes responsible for cell wall metabolism were correlated with plant development The results :ITom monosaccharide and structural analysis suggest that the sugar cane cell wall is composed of the polysaccharides arabinoxylans. f3glucans. mannans and pectins with neutral branching galactan. The oligosaccharide profile of f3glucans :ITom severa! sugar cane tissues indicated a similar ratio between tri and tetrasaccharides. Leaf and inflorescence showed similar alterations regarding pectin neutral fractions and mannans and an increase of xylan branching. The f3-glucans fractions produced with 0.1 and 4M NaOH, suggest the solubilization of glucans bound to arabinoxy1ans by non covalent intermolecular bonds. Together with monosaccharide analyses by (HPAEC-PAD) and glycoside linkages by gas chromatography-mass spectrometIy. it was possible to follow the dynamic changes in cell wall polysaccharides along sugar cane development The structure and composition is consistent with the presence of a (poaceae-like) type n cell wall. In Brachiaria decumbens (paper H). an Amcan grass species. quantitative and qualitative changes in f3-glucans were followed along leaf development f3glucan analysis by HP AEC-P AD revealed that the ratio tri:tetrasaccharides increased in leaves longer than 30cm. These observations indicate that proportionally more f3-(1 _3) linkages are made during development, suggesting that more soluble and possibly less interactive f3-glucans are made in the wall during leaf expansion. Than at the end of the growth period / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Orientador : Marcos Silveira Buckeridge / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-31T15:26:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ClovisOliveira_M.pdf: 3125498 bytes, checksum: 0125c921c82fb08014159de5b5f15833 (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

Orientador : Marco Silveira Buckeridge / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-01T18:36:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_HenriquePessoados_D.pdf: 11778321 bytes, checksum: 2b37640bc9bd9024a01eeee7bf36a777 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Hymenaea courbaril é uma espécie leguminosa arbórea clímax, considerada tolerante à sombra e com uma ampla distribuição geográfica neotropical. As sementes são ricas em xiloglucano (XG), a principal reserva de carbono nos cotilédones. Esta reserva é um polissacarídeo de parede celular e o seu mecanismo de mobilização tem demostrado ser complexo, utilizando a ação conjunta e coordenada de quatro enzimas. Os objetivos deste trabalho foram caracterizar a importância ecofisiológica de XG para o estabelecimento de plântulas de Hymenaea courbaril varo stilbocarpa e descrever o mecanismo de controle no processo de mobilização desta reserva. Os resultados demostraram que a importância da reserva de XG vai desde a embebição das sementes até o estabelecimento de uma superfície foliar que seja capaz de manter o crescimento autotrófico no interior de uma floresta tropical. A concentração de XG apresentou uma relação inversa com a velocidade de embebição das sementes. Considerando o tamanho da semente de H. courbaril (aprox. 5 g), este controle evita que períodos curtos de disponibilidade de água estimulem a germinação, assim como estabelece uma proteção à dessecação após a embebição das sementes. Como fonte de carbono, o XG torna-se essencial apenas após a germinação e emergência das plântulas de H. courbaril (de 30 a 50 dias após o início da embebição das sementes). Os produtos de sua degradação são direcionados principalmente para a expansão dos eófilos e do primeiro metáfilo. Ao longo desse período, estas folhas estabeleceram uma atividade fotossintética capaz de tolerar radiações de até 1% da radiação solar plena (ponto de compensação de luz = 12 Jlmol.m-2.s-1). A ausência de XG (com a retirada dos cotilédones antes da sua mobilização) torna-se crítica, principalmente, nas plântulas crescidas em floresta, devido à redução de 77% na área foliar total. O sincronismo entre degradação de XG e expansão foliar foi melhor caracterizado através da análise do conteúdo endógeno de auxina (ácido indol-3-acético, AIA) nos cotilédones, o qual apresentou um incremento exponencial (aprox. 8 vezes) e relacionado com a atividade das hidrolases de XG. Nessa análise, foi comprovado que o AIA vem principalmente dos eófilos em expansão, através do transporte polar de auxina. Este tipo de controle hormonal provavelmente está relacionado com o sincronismo observado entre mobilização de reservas, expansão foliar e disponibilidade de luz, o que proporciona a esta espécie um maior sucesso no estabelecimento de plântulas em ambientes sombreados de floresta. Com estes resultados levantaram-se evidências de que, em cotilédones de H. courbaril, tanto a reserva de XG como o seu metabolismo, são análogos ao processo de expansão celular de tecido em crescimento, o que sugere que, do ponto de vista evolutivo, este sistema seja derivado da parede primária / Abstract: Hymenaea courbarí/ is a climax leguminous tree species considered to be shade tolerant with wide neotropical geographic distribution. Seed cotyledons are rich in xyloglucan (XG), which is the main carbon reserve for the seedling growth. This polymer is a cell wall polysaccharide and its mobilisation mechanism, based on the co-ordinated action of four enzymes, has been shown to be rather complex. The objectives of this work were to characterise the ecophysiological importance of XG for the establishment of seedlings of Hymenaea courbarí/var. stí/bocarpa and to describe the control mechanism of the mobilisation process of this reserve. The results demonstrated that the importance of XG reserves range from seed imbibition up to the establishment of leaves that would be able to maintain autotrophic growth in understorey conditions. XG concentration presented an inverse relationship with the speed of seed imbibition. Considering the relatively large size of seeds of H. courbarí/ (ca. 5g), this control avoids premature initiation of germination during short periods of water availability and protect to dessecation after imbibition. As a source of carbon, XG is essential only after germination and emergence of the seedlings. (3050 days after the start of imbibition). During this period, the products of XG degradation are directed mainly to expanding eophylls and first metaphyll. During this same period, photosynthetic activity is established and was capable to fix carbon in low light such as 1% of full sun light (light compensation point = 12 Ilmol. m-2.s-1). The absence of this reserve by excision of cotyledons before xyloglucan mobilisation becomes a critica I point, mainly for seedlings growing in the forest, since in these conditions, a reduction of 77% of total leaf area was observed. This synchronism between XG degradation and leaf expansion was characterised through the analysis of the endogenous concentrations of 3-indol acetic acid (1M) in the cotyledons, which presented an exponential increase (ca. 8 fold) in step with the rise in XG hydrolase activities. We demonstrated that, during this period, 1M is transported mainly from the expanding eophylls to the cotyledons. This type of hormonal control is likely to be related with the synchronism observed among storage mobilisation, leaf expansion and light availability, therefore providing H. courbarí/with a powerful set of tools for establishment of its seedlings in the shaded understorey of the rain forest. These results also permit to speculate that, from the evolutionary pOint of view, storage XG degradation might have derived from the metabolism of primary cell walls / Doutorado / Biologia Vegetal

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:55:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338960.pdf: 1255271 bytes, checksum: 64a9e5455dbcf43db4a59b3a33b12660 (MD5) Previous issue date: 2015 / A suinocultura é uma importante atividade social e econômica para todo o país, entretanto, esta atividade é reconhecida por causar problemas ambientais significativos. O tratamento de águas residuárias por processo de ficorremediação está atraindo o interesse renovado devido às suas potenciais aplicações da biomassa para produção de biocombustíveis e compostos de alto valor, agregando valor econômico ao agronegócio. A presente pesquisa teve como objetivo avaliar a remoção de nutrientes dos efluentes do UASB (Upflow Anaerobioc Sludge Blanket) e sistema de lodos ativados (LA) de um processo de tratamento de dejetos suínos por ficorremediação, e a composição química celular. O cultivo foi realizado em escala laboratorial com fotobiorreatores verticais (FBRs) com luminosidade artificial (44,8 mmol m-2 s-1) temperatura de 23 ºC e escala piloto numa casa de vegetação sob a luz natural, com intensidade luminosa variando de 90-733 µmol m-2 s-1 e temperatura ambiente com variação de 15,4-48 ºC, utilizando consórcio com Chlorella spp. e Scenedesmus spp. A biomassa foi coletada por centrifugação e precipitação química usando polímero orgânico catiônico (tanino). A eficiência de remoção para a amônia foi de 44,3 e 76,7% com efluente do UASB e LA, respectivamente. A eficiência da remoção de fósforo da cultura com UASB alcançou 89,6%, em contraste, com LA foi de 76,5%, após 96h de ficorremediação. A biomassa colhida a partir do efluente do UASB apresentou 56,1, 34,4 e 1,1% de proteínas, carboidratos e lipídios, respectivamente. Comparativamente, a composição celular das microalgas cultivadas com efluente LA teve diminuição nas proteínas (44%) mas os teores de carboidratos foram mais elevados (41,9%) e não houve diferença nos teores de lipídios (2%). No entanto, a biomassa separada por centrifugação os níveis foram de 25,2, 58,9 e 3% em carboidratos, proteínas e lipídios, respectivamente. Quando privadas de nutrientes (N e P) o teor de carboidratos foi de 56,8%, proteínas 22% e lipídios 16,3%. Os resultados demonstraram que a amônia e fósforo foram satisfatoriamente removidos. Biomassas de microalgas a partir de processos de tratamento terciário são ricos em proteínas e carboidratos, mas com baixo teor de lipídios. O processo de colheita pode alterar a composição química. A privação de nutrientes aumenta a acumulação de lipídios no interior das células e são ricas em ômega 3 e 6.<br> / Abstract : The swine is an important social and economic activity for the whole country, however, this activity is known to cause significant environmental problems, the treatment of wastewater by phycoremediation process is attracting renewed interest due to their potential applications of biomass production biofuels and high value compounds, adding economic value to agribusiness. This research aimed at evaluating the removal of nutrients from the effluent UASB (Upflow Sludge Blanket Anaerobioc) and AL system (Activated sludge) of a treatment process of swine manure by phycoremediation, and cellular biochemical composition. Cultivation was carried out in laboratory scale with vertical photobioreactors (PBRs) with artificial light (44.8 mmol m-2 s-1) temperature of 23 ° C and pilot scale reactor in greenhouse indoors under natural light with luminous intensity ranging from 90-733 µmol m-2 s-1 and room temperature ranging from 15.4-48 ° C using polyculture with Chlorella sp. and Scenedesmus sp. The biomass was collected for centrifugation and chemical precipitation using cationic organic polymer (tannin). The removal efficiency for ammonia was 44.3 and 76.7% with effluent from the UASB and LA, respectively. The efficiency of phosphorus removal of the culture with UASB reached 89.6%, in contrast with the LA was 76.5% after 96h of phycoremediation. The efficiency of phosphorus removal of the culture with UASB reached 89.6%, in contrast with the LA was 76.5% after 96h of phycoremediation. The harvested biomass from the UASB effluent showed 56.1, 34.4 and 1.1% protein, carbohydrates and lipids, respectively. Comparatively, the cellular composition of cultivated microalgae with LA effluent had decreased in protein (44%) but the carbohydrate content was higher (41.9%) and no difference in lipid content (2%). However, the biomass separated by centrifugation levels were 25.2, 58.9 and 3% of carbohydrates, proteins and lipids, respectively. When starved the carbohydrate content was 56.8%, proteins 22% and lipids 16.3%. The results showed that ammonia and phosphorus have been removed satisfactorily. Biomass of microalgae from tertiary treatment processes are rich in protein and carbohydrates, but low in lipids. The process of crop can change the biochemical composition. The nutrient deprivation increases the accumulation of lipids within cells and are rich in omega 3 and 6.

This study provides information to support the use of plant cell wall, from sugarcane bagasse, to produce cellulosic ethanol. Therewith, cell wall proteins from sugarcane cells cultures, leaves and culms were identified. To do so, different protocols were used. Using two-month-old leaves and culms, the extractions were performed using a destructive method, based on griding the tissues, submitting them to a growing gradient of succrose and centrifugation, being the cell wall extract later isolated by washing on a nylon net. After that, the cell wall proteins were extracted using two salts, 0,2 M CaCl2 and 2 M LiCl. Using cultured cells, a similar protocol was used, but it had a previous step of separation of the cell wall through grinding and precipitation in glycerol 15%. Using culms of the same age, a nondestructive protocol was tested based on vacuum infiltration of the tissues in the same salts already described, 0,2 M CaCl2 and 2 M LiCl, and posterior centrifugation. Two replicates were used from two-month-old plants and three in the case of suspension cells. The complex samples were digested, fractionated and sequenced through mass spectrometry, using SYNAPT G2HDMS coupled to nanoACQUITY, both from Waters. Peptides were processed using ProteinLynx 2.5 Global Server against sugarcane translated-EST database. Using bioinformatic programs, such as Blast2GO, it was possible to find the annotation and classification of similar proteins. Only proteins equally found in all repetitions were considered in the main analysis. SignalP, WolfPSORT, TargetP, TMHMM and Predotar were used to predict the subcellular location, both from ESTs and blasted proteins, and only the proteins predicted to be secreted in two or more programs were considered as cell wall proteins. Altogether, 157 different SAS related to sugarcane cell wall were found. Among these, 101 different cell wall proteins were characterized from eight functional classes. The method based on vacuum infiltration seems to be the most efficient one, since it had almost half, 48,84% of the proteins predicted to be secreted, which is a good percentage when comparing to other studies. From secreted proteins most of them were related to lipid metabolism, as lipid-transfer proteins, oxido-reductases, such as peroxidases, cell wall modifying enzymes, like glycoside-hydrolases, proteases, proteins with interacting domains, signaling proteins and several others. Results are in agreement with the expected role of the extracellular matrix in polysaccharide metabolism and signaling phenomena. Therefore, this work provided valuable information about sugarcane cell wall that can lead to future studies to enhance cellulosic ethanol production. / Este estudo fornece informação para auxiliar o uso da parede celular vegetal, a partir do bagaço de cana, para a produção de etanol celulósico. Com isso, as proteínas da parede celular de folhas, colmos e células em suspensão foram identificadas. Para isso, foram utilizados diferentes protocolos. Utilizando folhas e colmos de cana-de-açúcar de dois meses de idade, as extracções foram realizadas por meio de método destrutivo, com base na trituração dos tecidos, submetendo-os a gradiente crescente de sacarose e centrifugação, sendo a parede da célula extraída e depois isolada por lavagem sobre uma rede de nylon. Depois disso, as proteínas de parede celular foram extraídas utilizando dois sais, 0,2 M de CaCl2 e 2 M de LiCl. Para células em suspensão, um protocolo semelhante foi utilizado, contendo, no entanto, um passo anterior de separação da parede celular por meio de maceração e precipitação em glicerol 15%. Usando colmos da mesma idade, dois meses, um protocolo não destrutivo foi testado com base na infiltração a vácuo dos tecidos nos mesmos sais já descritos, 0,2 M de CaCl2 e 2 M de LiCl, e posterior centrifugação. Duas repetições foram usadas nos experimentos com plantas de dois meses de idade, e três, no caso de células em suspensão. As amostras complexas foram digeridas, fracionadas e seqüenciadas por espectrometria de massas, utilizando o equipamento SYNAPT G2HDMS acoplado ao cromatógrafo nanoACQUITY, ambos da Waters. Os peptídeos foram processadas utilizando ProteinLynx 2,5 comparando com a base de dados de ESTs traduzidos da cana. Utilizando programas de bioinformática, como Blast2GO, foi possível encontrar a anotação e classificação de proteínas semelhantes. Apenas proteínas igualmente encontradas em todas as repetições foram consideradas na análise principal. SignalP, WolfPSORT, TargetP, TMHMM e Predotar foram softwares utilizados para prever a localização subcelular, tanto para ESTs como proteínas, e apenas as proteínas preditas para serem secretadas por dois ou mais programas foram consideradas como proteínas de parede celular. Ao todo, 157 SAS diferentes relacionados à parede celular da cana foram encontrados. Dentre eles, 101 diferentes proteínas de parede foram caracterizadas em oito classes funcionais. O método baseado na infiltração a vácuo mostrou-se o mais eficiente, uma vez que apresentou quase metade, 48,84%, das proteínas preditas para serem secretadas, o que é um bom valor quando comparado com outros estudos. A maioria das proteínas secretadas estava relacionada com o metabolismo lipídico, como proteínas de transporte de lípidos, oxido-redutases, tais como peroxidases, enzimas modificadoras da parede, como as glicosil-hidrolases, proteases, proteínas com domínios de interação, proteínas sinalizadoras, entre outras. Os resultados estão de acordo com o papel que se espera da matriz extracelular no metabolismo de polissacarídeos e fenômenos de sinalização. Portanto, este trabalho forneceu informações valiosas sobre a parede celular da cana, tornando possível a utilização desses dados em futuros estudos para otimizar a produção de etanol celulósico.

De todas as adaptações que as plantas sofreram durante a evolução, a aquisição do sistema vascular à 400 milhões de anos atrás, foi sem dúvida um evento decisivo para sua bem sucedida existência na terra. A madeira é considerada o mais importante recurso natural de energia renovável e o setor econômico baseado na produção florestal cresce a cada ano. Inúmeros fatores como rápida taxa de crescimento, grande produção de biomassa, adaptabilidade a diversos ambientes e solos, boa qualidade de madeira para produção de uma ampla gama de produtos e presença de celulose de fibra curta, ideal para a produção de papel e celulose, contribuíram para o grande sucesso das espécies de Eucalyptus e tornaram o Brasil o maior produtor mundial de celulose de fibra curta utilizando o eucalipto como matéria prima. Devido à reconhecida importância econômica e também ambiental das árvores, o desenvolvimento do sistema vascular se tornou um importante e fascinante processo biológico para se estudar. No entanto, existe ainda pouco conhecimento sobre os processos celulares, moleculares e bioquímicos envolvidos na formação da madeira. Dessa forma, no presente trabalho foi utilizada a técnica de SAGE (Serial Analysis of Gene Expression) para caracterizar o perfil transcricional do caule de plantas de E. grandis com 6 meses de idade. A partir do sequenciamento de 826 clones, foi possível analisar 2.274 tags/genes, sendo que 989 (43,5%) genes puderam ser identificados e ter uma possível função atribuída. Genes que codificam enzimas e proteínas muito importantes durante o processo de formação da madeira, como aqueles relacionados à biossíntese e deposição da parede celular e organização do citoesqueleto, apresentaram elevada expressão, sendo possível ainda sugerir a ocorrência de possíveis mecanismos comuns de controle transcricional para grupos de genes funcionalmente relacionados. A posterior comparação com as proteínas identificadas por espectrometria de massas através do sistema LC-MS/MS a partir do mesmo material biológico mostrou que muitos desses genes representam também as proteínas mais abundantes. Juntamente com outros projetos que vêm sendo desenvolvidos no laboratório, o presente trabalho contribuiu para a construção de um banco de dados local com informações do transcritoma e do proteoma de diferentes idades e tecidos, fornecendo uma visão global sobre os genes envolvidos no processo de formação da madeira e possivelmente responsáveis pelo rápido crescimento nas espécies de Eucalyptus, indicando importantes alvos para futuros programas de melhoramento. / From the numerous adaptations that plants have developed during evolution, the acquisition of the vascular system some 400 million years ago was been a decisive event for their successful existence on earth. Wood is considered the most important natural resource of renewable energy and the Forest-based economical sector grows every year. Several factors like the fast growth rate, large biomass production, adaptability to a wide range of environments and soils, good wood quality for the production of a wide range of products and the presence of short cellulose fiber, suitable for pulp and paper production, have contributed to the great success of Eucalyptus species making Brazil the main producer of short cellulose fiber using eucalypt as raw material. Due to the recognized economical and also environmental importance of trees, the development of the vascular system became an important and fascinating biological process to study. However, little is known about the cellular, molecular and biochemical processes involved in wood formation. In this way, in the current work SAGE (Serial Analysis of Gene Expression) technique was used to characterize the transcriptional profile in stems of 6 months old Eucalyptus grandis. From the sequencing of 826 clones, it was possible to analyse 2,274 tags/genes, and 989 (43,5%) genes could be identified and to have a possible function attributed. Genes that code for enzymes and proteins important for wood formation process, like those related to cell wall biosynthesis and deposition, and cytoskeleton organization had high expression, making it possible to suggest the occurrence of a common transcriptional control for a few functionally related genes. The posterior comparison with the set of proteins identified by LC ESI-MS/MS from the same biological material showed that some of these genes also represent the most abundant proteins. Taken together with other projects that are being developed in the laboratory, the present work contributed for the construction of a local data-base with transcriptome and proteome information from different ages and tissues, giving a global vision of the genes involved in the wood formation process and potentially responsible for the fast growth in the Eucalyptus species, indicating important targets for future breedings programs.

Orientador: Carlos Eduardo de Mattos Bicudo / Banca: Andrea Tucci / Banca: Cristina Souza Freire Nordi / Banca: Marta Condé Lamparelli / Banca: Carla Ferragut / Resumo: As algas verdes conjugantes (Zygnematophyceae) apresentam extrema beleza estética dada à diversidade morfológica e a complexa simetria das células de seus espécimes representantes, o que tem atraído a atenção de pesquisadores por mais de 200 anos. A taxonomia clássica das desmídias baseada na morfologia das células vegetativas e na decoração da parede celular ainda provê informação taxonômica útil e importante em um contexto aplicado e crítico. Um dos gêneros mais antigos e também o mais rico taxonomicamente, Cosmarium Corda ex Ralfs, conta com mais de 1.500 táxons já descritos incluindo espécies, variedades e formas taxonômicas. Como continuidade dos esforços encetados para o conhecimento da biodiversidade algal do Estado de São Paulo complementou-se, no presente estudo, o inventário florístico das espécies, variedades e formas taxonômicas de Cosmarium, desta vez com ênfase nos exemplares que possuem parece celular decorada. O material analisado consistiu em 124 amostras tombadas no acervo do Herbário Científico do Estado "Maria Eneyda P. Kauffmann Fidalgo" (SP) do Instituto de Botânica da Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo, provenientes de 104 municípios. Adicionalmente, os materiais em literatura anteriormente publicados e passíveis de reidentificação também foram incluídos. Foram identificados 98 táxons de Cosmarium ocorrentes no Estado de São Paulo, sendo dois apenas em nível gênero e os demais em níveis específico e infraespecífico, dos quais 37 são ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Green conjugating algae (Zygnematophyceae) show some exciting aesthetic beauty due to its morphological diversity and the complex symmetry of their cells, what explains their continuous attention by taxonomists for over 200 years. Desmids classic taxonomy based on morphology of vegetative cells and the cell wall decoration still provides usefull and important taxonomic information in an applied and critical context. Cosmarium Corda ex Ralfs, one of the oldest genera and very rich taxonomically includes more than 1,500 already described taxa including species, varieties and taxonomic formae. Considering all effort on the knowledge of the São Paulo State algal biodiversity, the floristic survey of Cosmarium species, varieties and taxonomic formae was completed, highlighting forms with decorated cell wall. Material studied involved 124 samples belonging to the scientific collection of the Herbário Científico do Estado "Maria Eneyda P. Kauffmann Fidalgo" (SP) of the Instituto de Botânica, Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo, which were collected from 104 municipalities in the State São Paulo. All material in the specialized literature whose reidentification was possible was also included. Ninety eight Cosmarium taxa were identified, two at the genus level and the remaining ones at the species and infraspecific levels, 37 varieties that are not the typical of their respective species and 10 taxonomic formae are also not the typical, but of their respective varieties ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-08-25T12:55:48Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 789063 bytes, checksum: 427a5a1d9342fa6854b6fa4a677652b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-25T12:55:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 789063 bytes, checksum: 427a5a1d9342fa6854b6fa4a677652b5 (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Danos por ventos são frequentes em plantios florestais do gênero Eucalyptus, entretanto, poucos estudos abordam esta temática. Desse modo, o objetivo desta tese foi avaliar características da madeira que estão associadas a resistência das árvore à ação dos ventos e propor possíveis usos para a madeira danificada pelo vento. No capítulo um, uma nova metodologia para avaliação da resistência das árvores contra a ação dos ventos foi testada, características da madeira foram levantadas e essas características foram relacionadas com os dados históricos de danos por ventos. A nova metodologia apresentou alta relação com os dados históricos de danos por ventos. Clones com maior densidade básica, fração parede das fibras, módulo de elasticidade das fibras e lamela média, dureza das fibras, módulo de ruptura, tensão de crescimento e baixo ângulo microfibrilar apresentaram maior resistência à quebra por ventos. O capítulo dois estudou a utilização da madeira quebrada por ventos para a fabricação de polpa celulósica e papel. A proporção de madeira de dois anos que pode ser utilizada variou com o parâmetro e nível de refino. Entretanto, polpa produzida com 5% de madeira de dois anos e 95% daquela de sete anos apresentou a mesma qualidade que aquela com 100% de madeira desta última idade. O capitulo três avaliou a utilização de árvores tombadas por ventos na fabricação de madeira sólida. Os clones apresentaram boa resistência mecânica, entretanto com grandes variações em suas propriedades físicas. A madeira dos materiais com densidade mais uniforme no sentido radial e baixo coeficiente de anisotropia são mais propício para utilização em estruturas e movelaria. O capitulo quatro avaliou o potencial da madeira quebrada pelo vento para geração de energia. O poder calorífico dos materiais pouco variou, entretanto aqueles com maior densidade básica tiveram maior densidade energética, tornando-os mais propícios para geração de energia por queima direta ou produção de carvão vegetal. / Wind damage is common in eucalyptus forest plantations; however few studies addressed this issue. Thus, the aim of this thesis was to evaluate the wood characteristics that make trees resistant to wind action, and propose possible uses for timber felled by the winds. In chapter one, a new methodology to evaluate tree resistance against wind action was tested. Besides, the wood characteristics were evaluated and related to historical data of wind damage. The new methodology showed high correlation with historical data from damage by wind. Clones with high basic density, cell wall fraction and modulus of elasticity of the fiber and the middle lamella, hardness of the fibers, modulus of rupture; growth stress and low microfibril angle were more resistant to wind damage. In chapter two, the use of broken trees by wind to manufacture of pulp and paper was studied. The proportion of two-years-old wood which can be used varied with the parameter and refining level, but pulp produced with 95% of seven-year-old wood and 5% of two-years-old wood has similar quality to those with 100% of seven-year-old wood. Chapter three evaluated the use of wind felled trees for solid wood manufacturing. The clones showed good mechanical properties, however, with high variation between their physical properties. Materials with uniform density in the radial direction and low coefficient of anisotropy are better for structures and furniture industry. The chapter four evaluated the potential of wind broken trees for power generation. The calorific value of the materials was similar and those with high density resulted in higher energy density, making them better for power generation, both for direct burning and charcoal production.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2015-01-07T18:47:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Liliane Baldan Zani.pdf: 1179250 bytes, checksum: 3e753b5d1571ac66da47ac6c1b2e0be6 (MD5) / Approved for entry into archive by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2015-03-03T21:34:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Liliane Baldan Zani.pdf: 1179250 bytes, checksum: 3e753b5d1571ac66da47ac6c1b2e0be6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T21:34:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Liliane Baldan Zani.pdf: 1179250 bytes, checksum: 3e753b5d1571ac66da47ac6c1b2e0be6 (MD5) Previous issue date: 2015 / As ações de reflorestamento com o pau-brasil (Caesalpinia echinata Lam.) depende de informações de suas características ecofisiológicas sujeitas às variações ontogenéticas e ambientais. O objetivo desse trabalho foi caracterizar alguns aspectos morfológicos, anatômicos, fisiológicos e estruturais de parede celular de C. echinata nas fases juvenil, jovem e adulto em condições naturais em um fragmento da Floresta Atlântica. Foi analisada a biometria, concentração de nutrientes e dos pigmentos cloroplastídicos dos foliólulos, anatomia foliar e do xilema secundário do caule e a constituição dos polímeros estruturais de parede celular. Os indivíduos juvenis localizados no estrato inferior da floresta se destacaram pela maior área foliar específica e maiores teores de pigmentos cloroplastídicos bem como pelas maiores dimensões de suas células guardas associado às maiores concentrações de K e Ca foliar. Estruturalmente, os indivíduos juvenis apresentaram menores elementos de vasos e teores de lignina. Os indivíduos jovens apresentaram valores intermediários das variáveis analisadas. Já os indivíduos adultos, cujas copas alcançavam o dossel, se destacaram pelo maior espessamento do limbo, da cutícula e do parênquima lacunoso, teor de água foliar, densidade estomática e teor de lignina foliar e caulinar cuja capacidade de síntese foi associada ao maior teor de P foliar. O conteúdo de celulose foliar e caulinar não variou entre as diferentes fases ontogenéticas. As hemiceluloses são do tipo xilanos com possibilidade de presença de xiloglucano dada a maior fração de xilose (±12% MS) e galactose (±1% MS). A glucose foi o monossacarídeo mais representativo (±40% MS) sem diferenças ontogenéticas. As diferenças morfológicas, anatômicas, fisiológicas e estruturais parecem, também, estarem sob controle da irradiância mais intensa na copa dos indivíduos adultos. Os resultados denotam que o plantio consorciado com espécies de crescimento rápido seja a melhor ação para o reflorestamento de C. echinata. / The reforestation with Brazil wood (Caesalpinia echinata Lam.) depends upon information from their ecophysiological characteristics subject to the ontogenetic and environmental variations. The objective of this study was to characterize some morphological, anatomical, physiological and structural aspects of the cell wall of C. echinata in juvenile, young and adult phases in natural conditions in a fragment of Atlantic Forest. Biometrics, nutrient concentration and of pigments chloroplastidic, anatomy leaf and stem secondary xylem and and the constitution of cell wall structural polymers was analyzed. The juveniles in the lower stratum of the forest have stood out by the higher specific leaf area and higher pigment contents and the cells larger guards provided by the higher concentrations of foliar K and Ca. Structurally the juveniles had lower vessel elements and lignin. The young individuals showed intermediate values of the variables analyzed. Have the adults, whose crowns reached the canopy, stood out for greater thickening of the limbus, cuticle and spongy parenchyma, leaf water content, stomatal density and lignin content of leaf and stem whose synthesis capacity was possibly stimulated by higher content of P leaf. The content of leaf and stem cellulose did not vary between the different ontogenetic phases. The hemicelluloses are the xylans type with the possibility of the presence of xyloglucan given the larger fraction of xylose (± 12% DM) and galactose (± 1% DM). Glucose was the most representative monosaccharide (± 40% DM) without ontogenetic differences. The morphological, anatomical, physiological and structural differences also seem to be under control of more intense irradiance in the canopy of mature individuals. The results denote that the associated planting with fast growing species is the best action for reforestation C. echinata.