Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-22Bitstream added on 2014-06-13T20:10:55Z : No. of bitstreams: 1 corniani_n_me_botfca.pdf: 1146521 bytes, checksum: fa6a3da1e11828289d5c9cb1e7208258 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As espécies do gênero Eucalyptus apresentam notável capacidade de extração de água e nutrientes, assimilação fotossintética e crescimento, permitindo seu cultivo em ambientes considerados impróprios para muitas outras espécies. Além dos fatores ambientais atuando adversamente no desempenho das plantas, atualmente estas estão sujeitas aos efeitos das mudanças ambientais globais causadas pelas atividades antrópicas, tais como o aumento na incidência da radiação ultravioleta-B (RUV-B) em conseqüência da destruição da camada de ozônio. Estudos recentes têm mostrado que a RUV-B promove aumento no nível de espécies reativas de oxigênio (ERO), ocasionando estresse oxidativo nas plantas. Entretanto, as plantas apresentam um sistema de defesa contra o estresse oxidativo, constituído de enzimas antioxidantes, tais como superóxido dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) e peroxidase (POD, EC 1.11.1.7), além de outros compostos, como antocianinas, carotenóides e compostos fenólicos, que impedem a formação de ERO ou eliminam as já existentes. Há algum tempo, tem sido verificada em plantas a presença de óxido nítrico (NO), radical livre endógeno que possui a capacidade de controlar o nível e a toxicidade das ERO. Portanto, o objetivo deste trabalho foi investigar o possível efeito citoprotetor do NO em plantas de eucalipto (Eucalyptus urograndis) expostas à RUV-B. Assim, foi realizado um primeiro experimento no qual plantas de eucalipto foram expostas à RUV-B em baixa (controle) e elevada incidência, com o intuito de verificar se a radiação promove estresse oxidativo nesta espécie. Foram realizadas coletas de lâminas foliares aos cinco, dez e quinze dias após o início da exposição à RUV-B para posterior determinação do nível de peroxidação lipídica. A exposição por 15 dias à RUV-B... / The species of the genus Eucalyptus present notable capacity to extract water and nutrients, photosynthetic assimilation and growth, allowing cultivation in ambient considered inappropriate for many other species. Besides the environmental factors acting adversely in the performance of the plants, nowadays they are subject to the effects of the global environmental changes caused by human activities, such as the increase in the incidence of the ultraviolet-B radiation (UV-B) in consequence of the ozone layer destruction. Recent studies show that UV- B radiation promotes increase in the level of reactive oxygen species (ROS), causing oxidative stress in plants. However, plants have a defence system against oxidative stress, constituted of antioxidant enzymes, such as, superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1), peroxidase (POD, EC 1.11.1.7), and others compounds, such as anthocyanins, carotenoids and phenolic compounds, that avoid ROS formation or eliminate the already existent. There has been long, it was noticed the presence of nitric oxide (NO) in plants, endogenous free radical able to control the ROS level and toxicity. Therefore, the aim of this work was to investigate the possible citoprotector effect of the NO in eucalyptus (Eucalyptus urograndis) plants subjected to UV-B radiation. So, a first experiment was setup in which plants of eucalyptus were subjected to radiation in low (control) and high incidence of UV-B, to verify if UV-B radiation promotes oxidative stress in this specie. Leaves were collected at five, ten and fifteen days after the beginning of exposure to UV-B for subsequent evaluation of the level of lipid peroxidation. Exposure for 15 days to RUV-B increased the lipoperoxide content in the eucalyptus... (Complete abstract click electronic access below)

Crop yields are coming under pressure to continue to grow in the face of climate change, competition, disease and pressure to reduce inputs. Photosynthetic efficiency is being targeted for improvement to increase yields. This study examined the variation in parameters of photosynthetic efficiency including canopy structure (leaf length, canopy angle, and chlorophyll content and growth rate) and gas exchange (photosynthetic rate, stomatal density and chlorophyll fluorescence) in Spring Barley (Hordeum vulgare ssp vulgare). These were first established for modern cultivars representing the most widely grown lines in the last 60 years. As cultivars are developed from a small pool of parents they may have limited genetic variation available for breeding. Landraces have been suggested as sources of variation. Using field and growth cabinet based studies the photosynthetic efficiencies of canopy structure and gas exchange were established for a range of European landraces under high and low nutrient inputs. This study demonstrated that in modern cultivars the leaf length increased with year of release from 23.2 to 29.6 cm and the chlorophyll content decreased from 46.9 to 34.8 SPAD units. Once the ear had emerged no difference was seen in canopy structure or photosynthetic rate. There was variation in landrace canopy establishment rate, leaf angle and number of leaves present within the canopy. The landraces from Northern European latitudes pushed though booting and reached full canopy establishment up to 8 days sooner than those from Southern Europe. This may be a response to a shorter growth season at Northern latitudes requiring the canopy to be established quickly. The landraces held the leaves within their canopy in a more horizontal position than the Southern European lines with leaf angle ranging from 18-45 degrees at GS39 and 31-84 degrees at GS59. This regressed negatively with temperature so it may be that a vertical canopy structure is beneficial in areas with higher temperatures. The photosynthetic rate of the landraces showed no variation but when chlorophyll fluorescence examined the efficiency of photosystem II (PSII) there was a positive regression of Fv/Fm ratio with latitude. This suggested that lines from Southern Europe were experiencing a greater stress with a ratio of up to 0.822 compared to those lines from the North with ratios from 0.767. The stomatal density of the landraces showed a large difference in ranges from 22-41 stomata between the lines. When high and low nutrient inputs were compared reductions from a ratio of 0.48 to 0.47 in Harvest Index and from 55g to 52g in 1000 grain weight were seen. The chlorophyll content of the lines was also reduced from 41.7 to 39.2 SPAD units at GS39 and from 44.9 to 39.8 SPAD units at GS59 by the reduction in nutrient inputs which may be a result of less N available for the production of chlorophyll. In conclusion there is variation present in canopy structure in European landraces that may be useful for future breeding or in identifying landrace collections which could be targeted for traits of interest in photosynthetic efficiency. These landraces may provide traits which could be used to develop cultivars which are locally adapted to climate and environmental conditions.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1212166 bytes, checksum: 3f37e080ab7fd33c90b19c34980f54cb (MD5) Previous issue date: 2011-02-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The present study was carried out in order to analyse the contributions of hydraulic, diffusive (stomatal and mesophilic) and biochemical limitations to photosynthesis in coffee, the nitrogen partitioning within the photosynthetic machinery as well as its activation state in response to light. To this end, arabica coffee (Coffea arabica L.) plants were grown in pots during 12 months under two light availabilities (0 and 90% shading). Compared to sun plants, shade plants showed higher specific leaf area (63%), chlorophyll (76%), carotenoids (62%) and nitrogen (N) (15%) mass-based concentrations, as well as higher chlorophyll/N ratio (53%); in contrast, shade plants showed lower stomatal density (32%), stomatal index (20%), venation density (27%), stomatal (27%) and mesophyll (37%) conductance and N concentration on an area basis (30%). There were no differences in pigment concentrations (on an area basis) or in the chlorophyll a/b ratio between treatments. The N partitioning invested in Rubisco and electron transport chain components differed little between the phenotypes; however, higher N fraction was invested in structural components (13%) in shade plants compared to sun plants. There were no differences in mass-based gas exchange parameters except for the maximum carboxylation velocity calculated on a Cc basis, 24% higher in shade plants than in sun plants. In contrast, on an area basis, sun plants exhibited higher maximum carboxylation velocity (32%), maximum photosynthetic rate (45%) and electron transport rate (43%). Apparently, mesophyll conductance may be of equal or less importance than stomal conductance to explain the low photosynthetic rates in coffee, regardless of growth irradiance. It is suggested that the hydraulic architecture is the most limiting primary factor to photosynthesis in coffee plants. The results support the hypothesis that shade plants would take better advantage of sunflecks energy in relation to sun plants as a result of having higher activation states and lower induction losses, in addition to absence of photoinhibition in the shade leaves. The results help to explain, in part, the low photosynthetic nitrogen-use efficiency, as a consequence of high investment of N into non-photossynthetic components. / O presente estudo foi conduzido procurando-se analisar as contribuições das limitações hidráulicas, difusivas (estomática e mesofílica) e bioquímicas à fotossíntese do cafeeiro, a partição do nitrogênio dentro da maquinaria fotossintética e a ativação desta maquinaria em resposta à irradiância. Para tal, plantas de café arábica (Coffea arabica L.) foram cultivadas em vasos durante 12 meses, sob duas intensidades lumínicas (0 e 90% de sombreamento). Comparadas com as plantas de sol, as plantas à sombra exibiram maiores área foliar específica (63%), concentrações (em base de massa) de clorofilas (76%), carotenóides (62%) e de nitrogênio (N) (15%), como também maior razão clorofilas/N (53%); em contraste, as plantas sombreadas exibiram menores densidade estomática (32%), índice estomático (20%), densidade de venação (27%), condutâncias estomática (27%) e mesofílica (37%) e concentração de N em base de área (30%). Não houve variações significativas nas concentrações de pigmentos em base de área e na razão clorofila a/b entre os tratamentos. A partição do N investido em Rubisco e em componentes envolvidos no transporte de elétrons pouco diferiu entre os fenótipos; porém, maior fração do N investida em componentes estruturais (13%) foi observada nas plantas à sombra em relação às plantas ao sol. Não houve diferenças, em base de massa, nos parâmetros de trocas gasosas, com exceção da velocidade máxima de carboxilação tomando-se por base a concentração de CO2 nos sítios de carboxilação, 24% maior nas plantas sombreadas em relação às plantas a pleno sol. Em contraste, em base de área, as plantas de sol exibiram maiores velocidade máxima de carboxilação (32%), taxa fotossintética máxima (45%) e taxa de transporte de elétrons (43%). Aparentemente, a condutância mesofílica tem importância igual ou inferior à da condutância estomática na explicação das baixas taxas fotossintéticas, independentemente da irradiância de crescimento. Sugere-se que a arquitetura hidráulica seja o fator primário mais limitante à fotossíntese no cafeeiro. Os resultados suportam a hipótese de que as plantas sombreadas aproveitariam melhor a energia de sunflecks em relação às plantas de sol, em razão dos maiores estados de ativação e menores perdas de indução fotossintética, além de ausência de fotoinibição nas folhas de sombra. Os resultados ajudam a explicar, em parte, a baixa eficiência fotossintética do uso do N, em decorrência de alto investimento desse elemento em compostos não-fotossintéticos.

Submitted by AMANDA PEREIRA PAIXÃO null (amandappaixao@yahoo.com.br) on 2016-03-10T14:22:38Z No. of bitstreams: 1 paixao_ap_me_ilha.pdf: 3562571 bytes, checksum: 4e08c26433194d319fef7b27b96da6f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-03-10T20:59:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 paixao_ap_me_ilha.pdf: 3562571 bytes, checksum: 4e08c26433194d319fef7b27b96da6f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-10T20:59:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 paixao_ap_me_ilha.pdf: 3562571 bytes, checksum: 4e08c26433194d319fef7b27b96da6f1 (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os genótipos de algodoeiro herbáceo FMT 701 e Fibermax 966 apresentam características morfofisiológicas distintas devido à sua constituição genética diferenciada, sendo assim, é possível que possuam diferenças na atividade de enzimas do complexo antioxidante (superóxido dismutase, catalase e peroxidase), bem como nos principais parâmetros fotossintéticos e anatômicos foliares, em função da aplicação de doses crescentes do regulador de crescimento, cloreto de mepiquat (CM). O objetivo deste trabalho foi avaliar dois genótipos de algodoeiro, com características genéticas distintas, em função da aplicação de doses crescentes de CM, através de análises fisiológicas e bioquímicas, bem como a anatomia, biometria e a constituição histoquímica do limbo foliar. Foram realizados dois experimentos. O 1° experimento foi realizado em condições de campo, na região de Cerrado, cujo delineamento experimental adotado foi o de blocos ao acaso, em esquema fatorial 5x2 totalizando 10 tratamentos, com 4 repetições, perfazendo um total de 40 parcelas. O CM foi aplicado via foliar, parcelado em três aplicações realizadas aos 50, 60 e 70 dias após a emergência (DAE), cujos tratamentos foram constituídos pela aplicação de quatro doses de CM (500; 1,000; 1,500; e 2,500 mL ha-1 ) e uma testemunha. O 2° experimento foi realizado em casa de vegetação, onde utilizou-se as mesmas doses de CM e o mesmo delineamento utilizado no 1° experimento, totalizando-se 40 vasos. O experimento de campo foi conduzido até o final do ciclo, aos 136 DAE, visando avaliar também os componentes de produtividade. O experimento da casa de vegetação foi conduzido até os 94 DAE. Os resultados obtidos dos genótipos FMT 701 e Fibermax 966 cultivados no campo e em casa de vegetação sugerem que o CM é responsivo na redução de crescimento em altura, diâmetro, número de nós, comprimento do quinto ramo, ramos reprodutivos, área foliar e massa seca. A qualidade de fibras avaliado no experimento de campo evidenciou que as doses de CM aumentaram o comprimento de fibra, a resistência e o índice de consistência de fiação, e reduziu o índice de fibras curtas, porém não influenciou os componentes de produção. Tanto no campo quanto em casa de vegetação, as doses de CM influenciaram os parâmetros fotossintéticos, porém de forma diferenciada. A análise anatômica e histoquímica foliar realizada no experimento de campo evidenciou que as doses de CM influenciaram de forma distinta às espessuras da epiderme adaxial e abaxial, parênquima paliçádico e lacunoso e a espessura total da região internervural e da região próxima a nervura central. O número de estômatos adaxial foi reduzido em função das doses de CM em ambos genótipos. A análise histoquímica demonstrou que os genótipos de algodoeiro apresentam uma distribuição diferenciada de substâncias pécticas, lipídeos, amido e compostos fenólicos em suas folhas e o CM influenciou nessa distribuição. No experimento de campo, a enzima peroxidase (POD) aumentou sua atividade em função das doses de CM nos genótipos, desintoxicando as células dos radicais livres formados, e em casa de vegetação o CM não alterou a atividade das enzimas antioxidantes, sugerindo ausência de estresse oxidativo nos dois experimentos. / The upland cotton genotypes FMT 701 and Fibermax 966 have distinct morphophysiological characteristics due to their different genetic constitution, and thus, it is possible to have differences in the activity of the antioxidant complex enzymes (superoxide dismutase, catalase and peroxidase) as well as the main parameters photosynthesis and leaf anatomical, depending on the application of increasing doses of growth regulator, mepiquat chloride (MC). The objective of this study was to evaluate two cotton genotypes with different genetic characteristics, depending on the application of increasing doses of MC through physiological and biochemical analysis, as well as anatomy, biometrics and immunohistochemistry constitution of the leaf blade. Two experiments were performed. The 1st experiment was conducted under field conditions in the Cerrado region, whose experimental design was a randomized block design in a 5x2 factorial scheme totaling 10 treatments with 4 repetitions, totaling 40 parcells. The MC was applied via foliar installments in three applications performed at 50, 60 and 70 days after emergence (DAE), the treatments were a combination of four doses of MC (500; 1,000; 1,500; and 2,500 ml ha-1 ) and a witness. The 2nd experiment was conducted in a greenhouse, where we used the same doses of MC and the same design used in experiment 1, amounting to 40 vessels. The field experiment was conducted until the end of the cycle to 136 DAE, aimed also evaluate the productivity components. The experiment in greenhouse was conducted until 94 DAE. The results of the FMT 701 genotypes and Fibermax 966 grown in field and greenhouse suggest that the MC is responsive in growth reduction in height, diameter, number of nodes, the fifth branch length, reproductive branches, leaf area and dry mass. The quality of fibers evaluated in the field experiment showed that the MC doses increased the fiber length, strength and the spinning consistency index, and reduced the rate of short fibers, but did not affect the production of components. Both in the field and in the greenhouse, the MC levels influenced the photosynthetic parameters, but in different ways. Leaf anatomical and immunohistochemical analysis in the field experiment showed that the MC levels influenced differently to the thickness of adaxial and abaxial epidermis, palisade and spongy parenchyma and total thickness internerval region and the region near the midrib. The number of adaxial stomata was reduced according to the MC doses in both genotypes. The immunohistochemical analysis showed that the cotton genotypes have a different distribution of pectic substances, lipids, starch and phenolic compounds in their leaves and the MC influence this distribution. In the field experiment, the enzyme peroxidase (POD) increased its activity on the basis of MC doses in genotypes, detoxifying cells from free radicals formed, and in a greenhouse the MC did not alter the activity of antioxidant enzymes, suggesting the absence of stress oxidative in both experiments.

abstract: The application of microalgal biofilms in wastewater treatment has great advantages such as abolishing the need for energy intensive aerators and recovering nutrients as energy, thus reducing the energy requirement of wastewater treatment several-fold. A 162 cm2 algal biofilm reactor with good wastewater treatment performance and a regular harvesting procedure was studied at lab scale to gain an understanding of effectual parameters such as hydraulic retention time (HRT; 2.6 and 1.3 hrs), liquid level (LL; 0.5 and 1.0 cm), and solids retention time (SRT; 3 and 1.5 wks). A revised synthetic wastewater “Syntho 3.7” was used as a surrogate of domestic primary effluent for nutrient concentration consistency in the feed lines. In the base case (2.6 hr HRT, 0.5 cm LL, and 3 wk SRT), percent removals of 69 ± 2 for total nitrogen (TN), 54 ± 21 for total phosphorous (TP), and 60 ± 7 for chemical oxygen demand (COD) were achieved and 4.0 ± 1.6 g/m2/d dry biomass was produced. A diffusion limitation was encountered when increasing the liquid level, while the potential to further decrease the HRT remains. Nonlinear growth kinetics was observed in comparing SRT variations, and promoting autotrophic growth seems possible. Future work will look towards producing a mathematical model and further testing the aptness of this system for large-scale implementation. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Chemical Engineering 2016

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 265899 bytes, checksum: 81ab8de5806f355ffcac5dc064de5611 (MD5) Previous issue date: 2009-10-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The coffee is indigenous to African tropical forests, where it is found as an understory species growing under shade. In Brazil, however, the coffee plantations have been conducted almost exclusively in full sun. Coffee in full sunlight produce, in most cases, more than shaded plantations, although at the expense of a high investment in photoprotective mechanisms. It is hypothesized that the cultivation of coffee under shade would reduce the negative effects of water deficit (WD). In this study, the photosynthetic performance, the water relations and the antioxidant metabolism were analyzed in plants of Coffea arabica L. cv. ' Catuaí Vermelho'. The plants were grown in pots under three levels of irradiance and three levels of water availability. Overall, there was no statistical significance of the interaction between water and light treatments, but instead an independent and orthogonal response was found. Plants at 35% shading showed higher average rate of net carbon assimilation (A) under moderate WD in the two measurement times (08:00 and 12:00 h); under severe WD A was similar regardless of the light environments. The stomatal conductance (gs) was always higher in control plants than in droughted plants, regardless of the light regime. The total plant transpiration (E) differed significantly among the light treatments and water regimes; higher E rates were found in well-irrigated plants grown in the sun. The total leaf area was similar between plants in shaded environments and higher than in plants in full sun. The photochemical efficiency (Fv/Fm) of photosystem II (PSII) and the capture efficiency of excitation energy by open reaction centers of PSII (Fv'/Fm'), the quantum efficiency of electron transport by PSII (ΦPSII) and the photochemical quenching (qP) all did not respond to the water supply, regardless of the light environments except under severe WD condition in which the use of energy in photochemistry was limited. The coefficient of non-photochemical quenching (NPQ) did not vary in response to moderate WD; however, under severe WD, reductions in NPQ were found. Plants under deep shade (70%) generally showed higher concentrations of total chlorophyll (Chl) and Chl a/b ratio compared with plants from the other light environments, as found at predawn. Total carotenoids (Car) and Chl/Car ratio did not differ significantly at the predawn. The Chl a/b and Chl/Car ratios differed significantly in response to the light environments with the plants full sunlight grown showing the lowest ratios and plants from deep shade the largest ones, but only at midday. Plants in full sun and under 35% shading had antheraxanthin and zeaxanthin concentrations similar to each other, but superior to those of the deepest shaded plants, indicating a greater need for photoprotection. In addition, those plants also showed a higher VAZ pool (sum of the concentrations of violaxanthin, anteraxanthin and zeaxanthin) and higher values of DEPS (depoxidation state of the xanthophylls cycle). Cellular damages, evaluated via electrolyte leakage and production of malondialdehyde, were significantly more severe in plants grown under water deficit than in their control counterparts, regardless of the light environment. From the above, it is believed that the use of 35% shading would be an interesting option to improve environmental conditions without negatively impacting the agronomic performance of shaded coffee plants compared with those grown in full sun. / O cafeeiro é originário das florestas tropicais da África, onde é encontrado como vegetação de sub-bosque, desenvolvendo-se sob sombra. No Brasil, no entanto, os cafezais vêm sendo conduzidos quase exclusivamente a pleno sol. Cafezais a pleno sol produzem, na maioria dos casos, mais que os plantios à sombra, o que deve envolver altos investimentos em mecanismos fotoprotetores. Hipotetiza-se, pois, que o cultivo de cafezais sombreado reduziria os efeitos negativos do déficit hídrico (DH). Neste estudo, pretendeuse analisar o desempenho fotossintético, as relações hídricas e o metabolismo antioxidativo em plantas de Coffea arabica L. cv. Catuaí Vermelho cultivadas em vasos, utilizando-se de três níveis de irradiância e três níveis de disponibilidade hídrica. De modo geral, não foi observada significância estatística da interação entre os tratamentos hídricos e lumínicos, mas uma resposta independente e ortogonal. As plantas do ambiente com sombreamento de 35% apresentaram maiores valores médios da taxa de assimilação líquida de carbono sob DH moderado, nos dois horários de medição (08:00 e 12:00h) e, sob DH severo, não se obserbou diferença significativa na resposta das plantas entre os ambientes lumínicos. A condutância estomática foi sempre maior nas plantas-controle que nas plantas sob DH, independentemente do regime lumínico. A transpiração total das plantas diferiu estatisticamente entre os tratamentos lumínicos e entre os regimes hídricos, apresentando maiores taxas nas plantas dos ambientes com maiores níveis de radiação solar e naquelas mantidas irrigadas. A área foliar total foi similar entre as plantas dos ambientes sombreados e maior em comparação com as plantas a pleno sol. A eficiência fotoquímica máxima do fotossistema II (FSII), assim como a eficiência de captura da energia de excitação pelos centros de reação abertos do FSII, a eficiência quântica do transporte de elétrons pelo FSII e o coeficiente de extinção fotoquímico não responderam aos regimes hídricos, independentemente dos ambientes lumínicos, exceto sob DH severo, condição na qual o uso da energia na fotoquímica foi limitado. O coeficiente de extinção não-fotoquímico (NPQ) não variou em resposta ao DH moderado, porém, sob DH severo, observaram-se reduções em NPQ. As plantas sob sombreamento mais intenso (70%), de modo geral, apresentaram maiores valores de concentrações de clorofilas (Cl) totais e da razão Cl a/b em comparação com as de outros ambientes de luz, na antemanhã. Os carotenóides (Car) totais e a relação Cl/Car não diferiram significativamente na antemanhã. Ao meio-dia, somente os valores médios das razões Cl a/b e Cl/Car diferiram significativamente em relação aos ambientes lumínicos, com as plantas a pleno sol apresentando os menores valores e aquelas do ambiente mais sombreado os maiores. As plantas a pleno sol e sob sombreamento de 35% apresentaram concentrações semelhantes entre si e maiores de anteraxantina e de zeaxantina que as plantas sob 70% de sombreamento, indicando maior necessidade de fotoproteção. Em adição, também apresentaram maior concentração de VAZ (soma das concentrações de violaxantina, anteraxantina e zeaxantina) e maior grau de desepoxidação dos carotenóides do ciclo das xantofilas. Os danos celulares, avaliados via extravasamento de eletrólitos e produção de aldeído malônico, foram significativamente mais intensos nas plantas submetidas ao déficit hídrico do que nos respectivos controles irrigados, independentemente dos ambientes lumínicos. A partir dos resultados encontrados, acredita-se que o uso do sombreamento de 35% seria interessante por melhorar as condições ambientais, pouco afetando o desempenho agronômico dessas plantas em comparação com as cultivadas a pleno sol.

Orientador: Enes Furlani Junior / Resumo: Os genótipos de algodoeiro herbáceo FMT 701 e Fibermax 966 apresentam características morfofisiológicas distintas devido à sua constituição genética diferenciada, sendo assim, é possível que possuam diferenças na atividade de enzimas do complexo antioxidante (superóxido dismutase, catalase e peroxidase), bem como nos principais parâmetros fotossintéticos e anatômicos foliares, em função da aplicação de doses crescentes do regulador de crescimento, cloreto de mepiquat (CM). O objetivo deste trabalho foi avaliar dois genótipos de algodoeiro, com características genéticas distintas, em função da aplicação de doses crescentes de CM, através de análises fisiológicas e bioquímicas, bem como a anatomia, biometria e a constituição histoquímica do limbo foliar. Foram realizados dois experimentos. O 1° experimento foi realizado em condições de campo, na região de Cerrado, cujo delineamento experimental adotado foi o de blocos ao acaso, em esquema fatorial 5x2 totalizando 10 tratamentos, com 4 repetições, perfazendo um total de 40 parcelas. O CM foi aplicado via foliar, parcelado em três aplicações realizadas aos 50, 60 e 70 dias após a emergência (DAE), cujos tratamentos foram constituídos pela aplicação de quatro doses de CM (500; 1,000; 1,500; e 2,500 mL ha-1 ) e uma testemunha. O 2° experimento foi realizado em casa de vegetação, onde utilizou-se as mesmas doses de CM e o mesmo delineamento utilizado no 1° experimento, totalizando-se 40 vasos. O experimento de campo foi conduzido at... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The upland cotton genotypes FMT 701 and Fibermax 966 have distinct morphophysiological characteristics due to their different genetic constitution, and thus, it is possible to have differences in the activity of the antioxidant complex enzymes (superoxide dismutase, catalase and peroxidase) as well as the main parameters photosynthesis and leaf anatomical, depending on the application of increasing doses of growth regulator, mepiquat chloride (MC). The objective of this study was to evaluate two cotton genotypes with different genetic characteristics, depending on the application of increasing doses of MC through physiological and biochemical analysis, as well as anatomy, biometrics and immunohistochemistry constitution of the leaf blade. Two experiments were performed. The 1st experiment was conducted under field conditions in the Cerrado region, whose experimental design was a randomized block design in a 5x2 factorial scheme totaling 10 treatments with 4 repetitions, totaling 40 parcells. The MC was applied via foliar installments in three applications performed at 50, 60 and 70 days after emergence (DAE), the treatments were a combination of four doses of MC (500; 1,000; 1,500; and 2,500 ml ha-1 ) and a witness. The 2nd experiment was conducted in a greenhouse, where we used the same doses of MC and the same design used in experiment 1, amounting to 40 vessels. The field experiment was conducted until the end of the cycle to 136 DAE, aimed also evaluate the productivity c... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Gustavo Maia Souza / Banca: Rafael Vasconcelos Ribeiro / Banca: Carlos Henrique Britto de Assis Prado / Banca: Gustavo Habermann / Banca: José Pires de Lemos Filho / Resumo: As restrições impostas pelo ambiente obrigam as plantas a transitarem entre estados fisiologicamente distintos, podendo tal transição ser representada pelo processo de aclimatação. O aparato fotossintético apresenta alta sensibilidade ao ambiente, mas possui alta capacidade de aclimatação, a qual é necessária dada a sua função essencial no metabolismo vegetal e o seu elevado nível de integração com outras vias metabólicas. A investigação do papel da aclimatação fotossintética na resposta a diversas condições ambientais, em diferentes espécies arbóreas, foi o principal tema de estudo da presente tese. Foram realizados experimentos com espécies arbóreas nativas e cultivadas sob diferentes níveis de controle ambiental, ou seja, no campo, em casa de vegetação e em câmaras de crescimento. Os experimentos com espécies arbóreas nativas envolveram a avaliação da capacidade de aclimatação das espécies de diferentes grupos sucessionais, as quais supostamente apresentam demandas luminosas distintas e diferem em sua habilidade de ajuste e acoplamento ao ambiente. O experimento com a espécie cultivada foi realizado com Eucalyptus globulus, e avaliou o efeito da deficiência hídrica em plantas sob diferentes regimes térmicos. A conjunção dos resultados obtidos nos quatro experimentos realizados permitiu verificar que a aclimatação do aparato fotossintético foi influenciada pelo ambiente de crescimento das plantas e pela estratégia ecológica das espécies, mais conservativa ou mais flexível. Além disso, foi verificado que a estratégia ecológica das espécies não está, necessariamente, relacionada ao seu grupo sucessional, conforme freqüentemente descrito na literatura. Os diversos ajustes no aparato fotossintético, descritos no presente trabalho em diferentes espécies e condições ambientais, demonstraram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The constraints imposed by the environment compel plants to transit between distinct physiological states, represented by the acclimation process. The photosynthetic apparatus is highly sensitive to the environment, however it presents a high acclimation capacity which is necessary given its essential role in plant metabolism and high level of integration with other pathways. The investigation of the role of photosynthetic acclimation in response of different tree species to diverse environmental conditions was the main subject of the present study. Experiments with tropical tree species and cultivated species were performed under different levels of control of environmental conditions, i.e. in the field, in the greenhouse, and in growth chambers. The experiments with tropical tree species involved the evaluation of the acclimation capacity of species belonging to different ecological groups, supposedly presenting distinct light demands and ability to adjust and couple to the environment. The experiment with cultivated species was carried out with Eucalyptus globulus and photosynthetic acclimation was evaluated under water deficit, in plants under different thermal regimes. The conjunction of the results obtained in the four experiments performed suggests that the acclimation of the photosynthetic apparatus was influenced by the growth environment jointly with the ecological strategy of the species, more conservative or more flexible. Moreover, it was verified that the ecological strategy of the species is not necessarily related with its ecological group as often stated in the literature. The diverse changes in the photosynthetic apparatus described in the present study in different species and environmental conditions, demonstrated the importance and the contribution of the photosynthetic acclimation in the physiological adjustment of a plant to its current environmental condition... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Marlene Aparecida Schiavinato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T08:26:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PinzonTorres_JavierAlberto_D.pdf: 1532904 bytes, checksum: 9f5bb662cffba52fd08c58de00484c25 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: As grandes quantidades de poluentes gasosos que as áreas urbano-industriais emitem contribuem para a degradação de ecossistemas com subseqüentes declínios na vegetação. A fotossíntese é um dos primeiros processos alterados pela ação destes poluentes e o dióxido de enxofre (SO₂), por ser um dos poluentes aéreos mais freqüentes e nocivos, afeta drasticamente a atividade fotossintética e causa graves injúrias nos tecidos foliares. O SO₂ difunde-se tão prontamente quanto o CO₂ para o interior da folha através dos estômatos e, na fase aquosa da câmara subestomática, se solubiliza formando bisulfito e sulfito, que são espécies iônicas de ação oxidante altamente agressiva para a célula. O sulfito, se não for rapidamente oxidado para sulfato em presença da luz, compete com o CO₂ tornando-se um inibidor da fixação fotossintética, enquanto que o bisulfito pode reagir com aldeídos e cetonas, formando hidroxisulfonatos, que são inibidores de várias enzimas. Durante a oxidação aeróbica dos sulfitos e bisulfitos há aumento da concentração de radicais livres que, se não forem exauridos rapidamente por enzimas de destoxificação, podem causar peroxidação dos ácidos graxos insaturados, ruptura dos lipídeos hidroperóxidos e co-oxidação das clorofilas nos cloroplastos. A resistência da planta à ação tóxica do SO₂ sugere vários mecanismos, dentre as quais se destacam: a redução da absorção de SO₂ por meio do fechamento estomático; a oxidação do sulfito a sulfato com posterior armazenamento do sulfato no vacúolo e incorporação ao metabolismo normal sob forma orgânica; e a eliminação pelo sistema antioxidante das peroxidases e da superóxido dismutase. Se um excesso de enxofre é absorvido e a concentração de tióis aumenta, o enxofre poderá ser acumulado na forma de glutationa, que é um tripeptídeo com uniões sulfídricas, ou os excessos de grupos sulfídricos e sulfitos poderiam ser convertidos em sulfetos ou perdidos na forma de ácido sulfídrico, por meio de trocas gasosas, retirando enxofre do metabolismo da planta. O objetivo do trabalho foi estudar os mecanismos imediatos de defesa e recuperação da taxa fotossintética em plantas de Centrolobium tomentosum sob condições de estresse induzido por SO₂, antes que algum tipo de injúria foliar ou fitotoxicidade, como clorose ou necrose foliar, se tornassem visíveis. Para isto, uma câmara de indução foi especialmente construída, de modo a permitir coletar amostras foliares in vivo, enquanto o estresse estava acontecendo. Dentro da câmara de indução foi colocada uma espécie nativa, Centrolobium tomentosum, que havia sido mantida até então sob condições ambientais naturais, na casa de vegetação do Departamento de Fisiologia Vegetal (Unicamp). Os ensaios com SO₂ foram realizados na câmara de indução, em sistema fechado, e esta foi mantida em uma câmara de crescimento, sob condições controladas de luz, temperatura e umidade. Plantas de C. tomentosum entre oito meses e um ano de idade foram submetidas a diferentes concentrações de SO₂ com a finalidade de determinar a concentração mínima de SO₂ capaz de induzir, na taxa fotossintética, a sucessão das fases características de uma dinâmica de estresse. Foram utilizadas cinco plantas diferentes por cada concentração de SO₂ aplicada e registrou-se a taxa fotossintética utilizando um Sistema Portátil de Análise de Gases por Infravermelho (IRGA). Nas mesmas folhas foram analisados antioxidantes do tipo não enzimático (pigmentos fotossintéticos e ácido ascórbico) e antioxidantes do tipo enzimático (superóxido dismutase e glutationa redutase). Foi determinado que a concentração mínima para induzir a dinâmica de estresse em plantas de C. tomentosum foi de 258,07 g SO₂ m­­­ֿ³, que equivale a uma concentração muito alta com relação às concentrações máximas recomendadas pelas organizações governamentais para o controle de poluição de ar. A sucessão de fases na taxa fotossintética foram as seguintes: - Taxa fotossintética antes da aplicação do SO&#8322: nesta fase, a taxa fotossintética registrou uma média de 4,4 μmol CO&#8322 m­­­­­ֿ² s­­­­­ֿ¹. Foram tomadas amostras foliares, cujas análises corresponderam ao controle. - Fase de alarme: iniciada imediatamente após a aplicação de 258,07 g SO₂ m­­­ֿ³ e caracterizada por uma queda abrupta na taxa fotossintética de 92%. Posteriormente, veio o estresse propriamente dito, com registros muito baixos na taxa fotossintética. - Fase de restituição: na qual se observou a recuperação paulatina da taxa fotossintética. Fase de resistência: na qual, após 9 h da exposição ao SO₂, a taxa fotossintética registrou recuperação de 50%. Após 24 h do ensaio ter sido iniciado, a taxa fotossintética registrou os valores iniciais correspondentes ao controle, ou seja, uma recuperação completa. Em todas as fases, com exceção da fase de restituição, foram tomadas amostras foliares. Não foram observados sintomas de clorose ou necrose nas folhas de C. tomentosum após a exposição ao SO₂ e as análises químicas dos pigmentos fotossintéticos corroboram esta observação. Porém, nas fases de estresse e de recuperação completa, os teores de carotenóides aumentaram com relação ao controle. O incremento do ácido ascórbico teve a mesma tendência do que o dos carotenóides nas fases de estresse e de recuperação completa. A atividade da superóxido dismutase aumentou significativamente na fase de estresse, enquanto que a atividade da glutationa redutase aumentou significativamente na fase de recuperação completa. A dinâmica de estresse e o mecanismo imediato de destoxificação em plantas de C. tomentosum submetidas a 258,07 g SO₂ m­­­ֿ³ sugerem que efetivamente houve um estresse oxidativo, que foi superado da seguinte maneira: na fase de alarme, o sulfito reagiu com a ribulose bisfosfato antes que fosse foto-oxidado para sulfato. Isto explica a inibição da carboxilação, com a queda abrupta da taxa fotossintética. Os oxi-radicais livres citotóxicos gerados nos cloroplastos, como conseqüência da foto-oxidação dos sulfitos, foram exauridos rapidamente pelo aumento, na fase de estresse, dos carotenóides e do ácido ascórbico e pelo aumento da atividade da superóxido dismutase. Porém, o enxofre proveniente do SO₂ não foi imediatamente acumulado na forma de glutationa. Isso somente ocorreu quando a planta recuperou completamente a taxa fotossintética. Desta maneira, verificou-se que C. tomentosum é uma espécie resistente que poderia ser utilizada em espaços onde as emissões de SO₂ são altas, como nas indústrias químicas, petroquímicas, siderúrgicas e de fertilizantes, dentre outras. / Abstract: Large quantities of gaseous pollutants emited by urban-industrial areas emit contribute to the degradation of ecosystems with subsequent declines in vegetation. The photosynthesis is one of the first processes altered by the action of these pollutants and sulphur dioxide (SO₂), as one of the most common and harmful air pollutants, drastically affect the photosynthetic activity and cause serious injuries in the leaf tissue. The SO₂ diffuses itself as promptly as the CO₂ into the leaf through the stomata, and in the aqueous phase of the substomatal cavity it solubilizes forming bisulphite and sulphite, which are ionic species of highly aggressive oxidant action to the cell. Sulphites, if it is not quickly oxidized to sulphate in the presence of light, it competes with CO₂ becoming an inhibitor of photosynthetic fixation, while the bisulphite can react with aldehydes and ketones, forming hidroxisulphonates, which are inhibitors of several enzymes. During the aerobics oxidation of sulphites and bisulphites there are increase in the concentration of free radicals that cause peroxidation of unsaturated fatty acids, lipid hydroperoxides and disruption of co-oxidation of chlorophylls in chloroplasts, if not quickly eliminated by enzymes of detoxification. The resistance of the plant to the toxic action of SO₂ suggests several mechanisms, among which stand out: the reduction of SO₂ absorption through the stomatal closure, the oxidation of sulphite to sulphate with the subsequent storage of sulphate inside the vacuole and the incorporation in the normal metabolism in organic way, and the scavenging by antioxidant system of peroxidases and superoxide dismutase. If an excess of sulphur is absorbed and the concentration of thiols increase, the sulphur may be accumulated in the form of glutathione, which is a tripeptide with sulphidric bindings, or the excesses of sulphidric groups and sulphites could be converted into sulfides or lost in the form of sulphidric acid, through gas exchange, removing the sulphur from the metabolism of the plant. The objective was to study the mechanisms of immediate protection and recovery of the photosynthetic rate in plants of Centrolobium tomentosum under conditions of stress induced by SO₂, before some kind of leaf injury or phytotoxicity, like chlorosis or leaf necrosis, became visible. For this, an induction chamber has specially been constructed to allow collect of leaf samples in vivo, while the stress was happening. Inside the induction chamber it was put a native species, Centrolobium tomentosum, which had been kept under natural environmental conditions at a greenhouse of the Department of Plant Physiology (UNICAMP). The tests were conducted with SO₂ in the chamber of induction, in a closed system, and this was maintained in a growth chamber, under controlled light, temperature and humidity conditions. Plants of C. tomentosum between eight months and one year old were submited to different concentrations of SO₂ in order to determine the lowest concentration of SO₂ capable to induce, in the photosynthetic rate, the succession of phases that are characteristics of a dynamics of stress. There were used five different plants for each concentration of SO₂ applied, and the photosynthetic rate was recorded using a Portable System for Analysis of gases by Infrared (IRGA). In the same leaves, non-enzymatic antioxidants (photosynthetic pigments and ascorbic acid) and enzymatic antioxidant (superoxide dismutase and glutathione reductase) were analysed. It was determined that the lowest concentration to induce the dynamics of stress in plants of C. tomentosum was 258,07 g SO₂ m­­­ֿ³, which represents a very high concentration regarding the maximum concentrations recommended by governmental organizations to the air pollution control. The succession of phases in the photosynthetic rate was as follows: - Photosynthetic rate before the implementation of SO₂: at this stage, the photosynthetic rate recorded an average of 4.4 μmol CO₂ m­­­ֿ² sֿ¹. Leaf samples were taken, whose analyses correponded to the control. - Phase of alarm: it has begun immediately after the injection of 258,07 g SO₂ m­ֿ³ characterized by the sharp fall in the photosynthetic rate of 92%. Then the stress itself begun, with very low records in photosynthetic rate. - Phase of restitution: in which there was observed the gradual recovery of the photosynthetic rate. - Phase of resistance: in which, after 9 hours of exposure to SO₂, the photosynthetic rate recorded recovery of 50%. After 24 hours of the beginning of the assay, the photosynthetic rate recorded the initial value corresponding to the control, that is, a complete recovery. In all stages, except in the stage of restitution, leaf samples were taken. There were no symptoms of chlorosis or necrosis in the leaves of C. tomentosum after exposure to SO₂ and chemical analysis of photosynthetic pigments corroborate to this observation. However, in stages of stress and complete recovery, the levels of carotenoids increased in relation to the control. The increase of ascorbic acid had the same trend of that of carotenoids in stages of stress and complete recovery. The activity of superoxide dismutase increased significantly in the stage of stress, while the activity of glutathione reductase increased significantly during the complete recovery. The dynamics of stress and the immediate mechanism of detoxification in plants of C. tomentosum submitted to 258,07 g SO₂ m­­­­­ֿ³ suggest that effectively there was actually an oxidative stress, which was overcame in the following way: during the alarm, the sulfite reacted with ribulose bisphosphate before the photo-oxidation to sulphate. This explains the inhibition of carboxylation, with a sharp decrease in the photosynthetic rate. The citotoxic free radicals generated in the chloroplasts, as a result of the photo-oxidation of sulphites, were quickly scavenged by the increase, in the phase of stress, of carotenoids and ascorbic acid and the increasing activity of superoxide dismutase. However, the sulphur from SO₂ has not been immediately accumulated in the form of glutathione. It only occurred when the plant recovered completely the photosynthetic rate. Thus, it was found that C. tomentosum is a resistant species that could be used in areas where SO₂ emissions are high, as in the chemical, petrochemical, steel and fertilizers factories, among others. / Doutorado / Doutor em Biologia Vegetal

Este trabalho é parte de um projeto mais amplo intitulado \" Tipologia de Reservatórios do Estado de São Paulo\", financiado pela FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) que compreendeu o estúdo de 52 reservatórios. Neste estudo, quatro amostragens foram realizadas em dez reservatórios, durante o ano de 1979. Sete destes ambientes pertencem à Bacia do Tietê: Americana, Atibainha, Cabuçú, Cachoeira, Pedro Beicht, Ribeirão do Campo e Taiaçupeba; e três à bacia do Rio Paraíba do Sul: Jaguari, Paraibuna e Santa Branca. Em cada reservatório, foi estabelecida uma estação de coleta, exceto em Paraibuna, onde foram estabelecidas três estações. A produção primária medida pelo método do 14C, foi determinada de forma a se obter um perfil vertical na zona eufótica, assim como as concentrações de clorofila-a . Os dados físico-químicos sobre penetração de luz, temperatura, condutividade, oxigênio dissolvido, pH, alcainidade, formas de CO2, nutrientes e íons em solução foram obtidos ao longo da coluna de água, principalmente na região da zona eufótica. Os resultados obtidos permitiram a identificação de dois padrões de circulação: monomíctico quente e polimíctico. As medidas de produção primaria mostraram que, de modo geral, os reservatórios são pouco ou medianamente produtivos, (41,4 a 285,8 mgC.m-2 .dia-1 ) o que decorre do fato de estarem situados em terrenos pobres, na parte alta das bacias de drenagem. Isto se reflete nos baixos valores de condutividade, alcalinidade e na pobreza especialmente de fosfatos. Em alguns destes reservatórios, também a extensão da zona eufôtica, diminuindo a produtividade. O Reservatório de Americana foi uma exceção por tratar-se de um ambiente que vem sofrendo eutrofização cultural. Em conseqüência, sua produtividade média atingiu 768,2 mgC. m-2 dia-1 . Os valores de eficiência fotossintética observados foram baixos, (0,003 a 0,308%) semelhantes à grande maioria dos ambientes aquáticos. O nanoplâncton foi o principal responsável pela produção primária, o que provavelmente decorre da maior relação superfície/volume apresentada por estes organismos e que permite a melhor exploração de ambientes oligotróficos. Aparentemente, o fósforo é o principal nutriente limitante na maioria dos ambientes, como sugerida pelas baixas concentrações de fosfato dissolvido e pelas razões extremamente altas de N:P obtidas em diversos reservatórios, particularmente no inverno. / The present work is part of a 1argeT project entited \"Typo1ogy of Reservoirs of the State of São Paulo\". It was sponsored by FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - State Foundation for Research Support), and included the study of 52 reservoirs. For the present study, ten reservois were sampled four times during 1979. Seven of these belong to the Tietê River basin: Americana, Atibainha, Cabuçu, Cachoeira, Pedro Beicht, Ribeirão do Campo and Taiaçupeba; and three to the Paraíba do Sul River basin: Jaguari, Paraibuna and Santa Branca. One samp1ing station was selected for each reservoir except Paraibuna, where three stations were chosen. Primary production, measured by the 14C method, as wel1 as concentrations of ch1orophyll-a were determined in selected depths in order to provide a vertical profile of these variables in the euphotic zone. Physico-chemica1 data such as ligth penetration, temperature, electric conductivity, dissolved oxygen, pH, alkalinity, forms of C02, nutrients and ions in solution were obtained along the water column, especially in the euphotic zone. The resu1ts permitted the detection of two circulation patterns: warm monomictic and po1ymictic. In a general way, primary production levels were from low to medium (41.4 to 285.8 mg C.m-2 .day-1), a consequence of most the reservoirs being located in the upper parts of their drainage basins, characterized by poor soils. This is reflected in low va1ues of conductivity, alkalinity and, among the nutrients, of phosphates. On the other hand, in some of the reservoirs low ligth penetration values reduced the thickeness of the euphotic zone, also lawering productivity. Americana Reservoir, suffering a process of cultural eutrophication, was an exception, its productivity averaging 768.2 mg C.m-2 . day-1 . Observed vaIues of photosynthetic efficiency were low (0.003 to 0.308 per cent) , as in the great majority of aquatic environments. The nanoplankton were responsible for most of the primary production, probably due to their higher surface volume ratios, allowing them to exploít more easily oligotrophic environments. Apparently phosphorus is the chief limiting nutrient in most reservoírs, as suggested by the low values of dissolved phosphates and by the very high N:P ratios observed in several of the reservoirs, particularly in winter.