The sugarcane (Saccharum officinarum L.) is a species adapted to the tropical climatic conditions and has been presenting fundamental function in the economical development in the Southeast and Northeast regions of the Brasil. The adaptation capacity of the culture to the different cultivation environment can be evaluated through the growth analysis, from the physiologic answers and of the biological and economical production. Thus, the objective of the present work was to evaluate the growth, leaf pigment photosynthetic and yield of four sugarcane varieties (RB92579, SP79-1011, RB931530 and RB93509), in the Tabuleiros Costeiros region, in the State of Alagoas. The work was developed in the experimental area of Centro de Ciências Agrárias, of the Ferderal University of Alagoas in Rio Largo city (09°28'02 ''S; 35°49'43 ''W and altitude de 127m). The statistical design was in random blocks, with four treatments and five replications. They number of plants per meter, stem diameter, plants height, leaf area and leaves area rate (IAF) were evaluated, the measurements began 30 days after the harvest (DAC), except the number of plants that went measured 90 DAC. The leaf pigments photosynthetic were appraised in the period between 213 and 284 DAC. Other evaluations such as: raw material quality, dry mass and yield were evaluated in the harvest period 360 DAC, and the data was submitted to the variance analysis and the averages compared by the Tukey test, with P ≤ 0,05. The results showed that the maximum sprouting happened 90 DAC for all the studied varieties, and the variety RB92579 presented the largest sprouting and the largest stem height in the harvest period. The stem diameter of the RB931530 variety was better than the others, however, it obtained the smallest contents chlorophyll a, b and total and larger correlation (r) between the reading of SPAD-502 and the chlorophylls contents. The RB92579 and BR93509 varieties were better than the others in relation to the sugar production of dry matter and yield, however they differed to each other just to the dry matter. The RB92579 and RB931530 varieties were similar to the soluble solids content (BRIX), percentage of rude sugar (PCC) and recoverable total sugar (ATR). / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) é uma espécie amplamente adaptada às condições climáticas tropicais e tem apresentado papel fundamental no desenvolvimento econômico das regiões Sudeste e Nordeste do país. A capacidade de adaptação da cultura aos diferentes ambientes de cultivo pode ser avaliada através da análise de crescimento, das respostas fisiológicas e da produção biológica e econômica. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o crescimento, os pigmentos fotossintéticos foliares e a produtividade de quatro variedades de cana-de-açúcar (RB92579, SP79-1011, RB931530 e RB93509), na região dos Tabuleiros Costeiros de Alagoas. O experimento foi conduzido no Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Alagoas, município de Rio Largo - AL (09°28 02 S; 35°49 43 W e altitude de127m). O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, com quatro tratamentos e cinco repetições. Foram avaliados: número de plantas por metro linear, diâmetro do colmo, altura das plantas, área foliar e índice de área foliar (IAF), cujas medidas iniciaram-se aos 30 dias após o corte (DAC), exceto o número de plantas que foi aos 90 DAC. Os pigmentos fotossintéticos foliares foram avaliados no período entre 213 e 284 DAC. As demais avaliações como: qualidade da matéria prima, matéria seca e produtividade final, foram avaliadas no período da colheita, aos 360 DAC, e os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas entre si pelo teste de Tukey, com P ≤ 0,05. Os resultados obtidos mostraram que o máximo perfilhamento ocorreu aos 90 DAC para todas as variedades estudadas, sendo que a variedade RB92579 apresentou o maior perfilhamento e a maior altura de colmo no período da colheita. A variedade RB931530 apresentou diâmetro de colmo superior às demais, e os menores teores de clorofila a, b e total e maior correlação (r) entre a leitura do SPAD-502 e os teores de clorofilas. As variedades RB92579 e BR93509 foram superiores às demais quanto à produção de açúcar, de matéria seca e a produtividade, porém, diferiram entre si apenas quanto ao teor de matéria seca. As variedades RB92579 e RB931530 foram semelhantes quanto ao teor de sólidos solúveis (BRIX), percentagem de açúcar bruto (PCC) e açúcar total recuperável (ATR).

Este trabalho envolve o estudo sobre os níveis de pigmentos fotossintéticos, carotenóides e clorofilas, presentes nas algas marinhas Tetraselmis gracilis e Gracilaria tenuistipitata, em condições de senescência celular e estresse antropogênico (poluição metálica). Em razão do papel fundamental dos carotenóides na organização de membranas tilacóides, o papel estrutural de carotenos e do extrato metanólico de T. gracilis em bicamadas lipídicas também foi avaliado. Para estes estudos foram realizados o cultivo, coleta e construção das curvas de crescimento das algas, obtenção dos cromatogramas típicos, identificação de alguns pigmentos fotossintéticos através de padrões, análise dos extratos brutos em diferentes fases de crescimento e respectiva quantificação. Foram realizados bioensaios de toxicidade dos metais Cd, Cu, Hg e Pb e foram estimados os parâmetros toxicológicos CE15 e CE50 (concentração efetiva para a redução de 15 e 50%, respectivamente, do crescimento algal). Os modelos de estresse agudo e crônico foram construídos para cada metal e a quantificação dos pigmentos fotossintéticos foi realizada. Lipossomos foram confeccionados com a incorporação de carotenos e do extrato metanólico de T. gracilis na bicamada e foram realizadas medidas de espalhamento de luz, de calorimetria, do diâmetro hidrodinâmico e de fosfolípides. A cinética de liberação e de permeação de NO foi estudada através de medidas de fluorescência e de quimiluminescência. Também foi realizada a extração e pré-isolamento dos carotenóides presentes em T. gracilis. Os mecanismos de defesa contra espécies reativas de oxigênio foram diferentes em razão das distintas variações observadas nos níveis de pigmentos para cada metal estudado e tipo de estresse. Também foi observado um aumento do nível de pigmentos em função do aumento do tempo de exposição correspondendo provavelmente a uma estratégia aclimatativa extremamente importante no papel de adaptação e sobrevivência de organismos fotossintéticos, o que torna este tipo de avaliação, principalmente dos níveis de carotenóides, uma ferramenta útil como parâmetro de avaliação de poluição ambiental, além do emprego da biomassa como ferramenta de biorremoção de metais. Em relação aos valores de CE50 observados, o valor encontrado para o Cu foi inferior ao padrão previsto na Resolução do CONAMA no 357. Portanto, efluentes contendo Cu em níveis permitidos poderão causar danos à biota marinha. Mais ainda, sugere-se que os limites recomendáveis para este metal deverão ser revistos e alterados para a preservação de ecossistemas aquáticos. A incorporação do extrato de T. gracilis ocasionou uma grande perturbação na estruturação da membrana, resultando na fluidificação da bicamada lipídica, independente da fase de crescimento. O β-caroteno e o licopeno interferem na estruturação de bicamadas lipídicas diminuindo o diâmetro hidrodinâmico das vesículas unilamelares grandes, efeito ainda não descrito na literatura, reduzindo o valor da temperatura na qual se inicia a transição de fase, alargando a faixa onde ocorre a transição, reduzindo os valores capacidade calorífica e da entalpia e, conseqüentemente, modificando a cooperatividade da transição. Somente o β-caroteno causou fluidificação do sistema lipídico e aumento da velocidade de permeação de NO através da membrana, sugerindo o provável papel do β-caroteno na modulação de propriedades físicas da membrana. / This work involves the study of the levels of photosynthetic pigments, carotenoids and chlorophylls, contained in the marine algae Tetraselmis gracilis and Gracilaria tenuistipitata, under conditions of cellular senescence and anthropogenic stress (metallic pollution). Due to the fundamental organizational role of carotenoids in thylakoid membranes, its structural features in lipid bilayers were evaluated. Also in this last mentioned study, it was employed the methanolic extract of T. gracilis. In order to perform these studies, the algae were cultivated and the growth curves determined. Also, the typical chromatograms were obtained, and some photosynthetic pigments were identified trough commercial standards, which were then analyzed and quantified in crude extracts of different growth phases. The toxicity of the metals Cd, Cu, Hg and Pb were determined trough bioassays, which led to the toxicological parameters EC15 and EC50 estimation (the effective concentration that causes 15 and 50% of reduction of the algal growth, respectively). For each metal, the acute and chronic stress models were built, and the photosynthetic pigments contents\' quantified. Liposomes were constructed with the incorporation of carotenes and of the T. gracilis\' methanolic extract in the bilayer, which were then submitted to light scattering, calorimetric, hydrodynamic radius and phospholipid assays. Fluorescence and chemiluminescence measurements were used to study the NO kinetics of liberation and permeation. Also, it was accomplished the extraction and pre-isolation of carotenes contained in T. gracilis. For each type of metal and stress occasioned, different levels of pigments were observed, a consequence of the different mechanisms employed against reactive oxygen species. At higher exposure periods, higher pigments\' contents were quantified, which probably corresponds to an algae acclimatative strategy. The EC50 value found for Cu is higher than the standard one previously stated in the CONAMA\'s nº 357 resolution. This means that effluents containing Cu, in levels allowed by the law, may cause damage to the marine biota. Moreover, it\'s suggested a reevaluation of the standard limiting value for this metal, in order to preserve aquatic ecosystems. A higher fluidity of the lipid bilayer, occasioned by a large perturbation of the membrane\'s structure, was accomplished by incorporating the extract of T. gracilis. This was observed independently of the cells\' growth phase. &$946;-carotene and licopene interfere in the lipid bilayer structure, lowering the hydrodynamic diameter of large unilamellar vesicles, an effect not previously reported in literature. This reduces the temperature were the phase transition initiates, broadens the transition gap, lowers the calorific capacity and enthalpy values, consequently, modifying the transition cooperation. Only β-carotene induces a higher fluidity of the lipid system and a faster NO permeation trough the membrane, which suggests that it may modify physical properties of the membrane.

No intuito de identificar as relações entre as variações espaciais e temporais da biomassa e produção primária fitoplanctônica frente às variáveis físicas e químicas da coluna de água, foram realizadas coletas mensais de parâmetros físicos, químicos (nutrientes inorgânicos), séston e biomassa fitoplanctônica em 4 estações oceanográficas localizadas na baía e 3 no canal de Santos no período entre novembro de 2004 a dezembro de 2005. O transporte de propriedades entre os canais estuarinos e a baía foi estimado através de medidas realizadas em estações fixas, nas entradas dos canais de Santos e São Vicente, durante um ciclo completo de maré (13h). Os principais fatores limitantes ao desenvolvimento da biomassa fitoplanctônica e da produtividade primária foram: a disponibilidade de luz, a estratificação da coluna de água e a temperatura. Os canais de Santos e São Vicente atuaram como importadores de sal, nutrientes e biomassa fitoplanctônica na maioria das ocasiões estudadas. Os elevados teores de nutrientes inorgânicos dissolvidos, associados à ausência de correlação entre nutrientes e biomassa, indicam que não há limitação nutricional, apesar das condições distróficas observadas. Os altos teores de Cl-a (média de 10,1 mg m-3) indicam que o ambiente continua apresentando características eutróficas, já reportadas em trabalhos realizados na área há mais de 30 anos. / The relationship between time-space variations of phytoplankton biomass and primary productivity and the variability in physical and chemical characteristics of the water column was investigated by monthly samplings of temperature, salinity, inorganic nutrients, seston and phytoplankton biomass in 4 oceanographic stations in Santos Bay and 3 stations in Santos Channel, during the period from November 2004 to December 2005. The transport of properties between estuarine channels and the bay was estimated by measurements conducted in fixed stations located at Santos and São Vicente Channels inlets throughout a complete tidal cycle (13h). The main limiting factors to phytoplankton biomass development were: light availability, water column stratification and temperature. Santos and São Vicente channels imported salt, nutrients and phytoplankton biomass in the majority of the studied cases. High levels of dissolved inorganic nutrients and biomass indicate no nutritional limitation, despite the dystrophic conditions observed. High chlorophyll-a concentrations (mean value 9.82 mg m-3) indicate the environment still displays the eutrophic characteristics already reported in former studies conducted in this area by more than 30 years ago.

No intuito de identificar as relações entre as variações espaciais e temporais da biomassa e produção primária fitoplanctônica frente às variáveis físicas e químicas da coluna de água, foram realizadas coletas mensais de parâmetros físicos, químicos (nutrientes inorgânicos), séston e biomassa fitoplanctônica em 4 estações oceanográficas localizadas na baía e 3 no canal de Santos no período entre novembro de 2004 a dezembro de 2005. O transporte de propriedades entre os canais estuarinos e a baía foi estimado através de medidas realizadas em estações fixas, nas entradas dos canais de Santos e São Vicente, durante um ciclo completo de maré (13h). Os principais fatores limitantes ao desenvolvimento da biomassa fitoplanctônica e da produtividade primária foram: a disponibilidade de luz, a estratificação da coluna de água e a temperatura. Os canais de Santos e São Vicente atuaram como importadores de sal, nutrientes e biomassa fitoplanctônica na maioria das ocasiões estudadas. Os elevados teores de nutrientes inorgânicos dissolvidos, associados à ausência de correlação entre nutrientes e biomassa, indicam que não há limitação nutricional, apesar das condições distróficas observadas. Os altos teores de Cl-a (média de 10,1 mg m-3) indicam que o ambiente continua apresentando características eutróficas, já reportadas em trabalhos realizados na área há mais de 30 anos. / The relationship between time-space variations of phytoplankton biomass and primary productivity and the variability in physical and chemical characteristics of the water column was investigated by monthly samplings of temperature, salinity, inorganic nutrients, seston and phytoplankton biomass in 4 oceanographic stations in Santos Bay and 3 stations in Santos Channel, during the period from November 2004 to December 2005. The transport of properties between estuarine channels and the bay was estimated by measurements conducted in fixed stations located at Santos and São Vicente Channels inlets throughout a complete tidal cycle (13h). The main limiting factors to phytoplankton biomass development were: light availability, water column stratification and temperature. Santos and São Vicente channels imported salt, nutrients and phytoplankton biomass in the majority of the studied cases. High levels of dissolved inorganic nutrients and biomass indicate no nutritional limitation, despite the dystrophic conditions observed. High chlorophyll-a concentrations (mean value 9.82 mg m-3) indicate the environment still displays the eutrophic characteristics already reported in former studies conducted in this area by more than 30 years ago.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Due to the historical application of cupric fungicides in vineyards, the amounts of copper (Cu) in these soils can reach levels that cause toxicity to plants. Recently researchers have tried alternative products to the cupric ones, in order to reduce the amount of Cu applied to the vineyards, which usually shows zinc (Zn) in its composition. This study aimed to evaluate the biochemical and physiological changes in corn plants, grown in soil with a high content of Cu and different levels added of Zn. In November 2011 the soil was collected from the 0-15 cm layer of a vineyard with high Cu content and in an area of native grass adjacent to the vineyard, with low concentrations of Cu and Zn, which served as treatment control, and both soils were classified as Typic Hapludalf. The experiment was performed in a greenhouse and was divided into two corn crops, the first between March and April, and the second between October and November, both in 2012. The treatments were the doses of 0, 30, 60, 90, 180 and 270 mg kg-1 of Zn added to the soil of the vineyard, plus the control treatment. Treatments had pH values in water and levels of available phosphorus and exchangeable potassium similar. At 35 days after emergence the plants were harvested and the accumulation of dry matter from roots and shoots and the concentration of Cu and Zn in leaves were determined. It was also evaluated the operation of the photosynthetic apparatus from the fluorescence of chlorophyll a and the photosynthetic pigments, biochemical parameters related to oxidative stress in leaves of plants, such as activity of superoxide dismutase (SOD) and of non-specific peroxidase (POD) were evaluated. The high concentrations of Cu and Zn in soil caused toxicity to corn plants and provided foliar concentrations above the levels considered normal in the leaves, from both cultivations. The Zn toxicity was evidenced by the decrease in the growth of both roots and shoots, as well as the induction of symptoms of toxicity and deficiency in photosynthetic parameters, reflecting photoinhibition. Moreover, it was observed oxidative stress and the antioxidant system of maize plants was not effective enough to reverse the condition of stress, especially in cultivated soils received higher doses of Zn. / Devido ao histórico de aplicação de fungicidas cúpricos em vinhedos, os teores de cobre (Cu) nestes solos podem atingir níveis que causam toxicidade às plantas. Recentemente tem-se buscado produtos alternativos aos cúpricos, com o intuito de reduzir a quantidade de Cu aportado aos vinhedos, os quais geralmente apresentam zinco (Zn) em sua composição. O objetivo foi avaliar se o aumento na concentração de Zn no solo poderia significar toxidez adicional às plantas de milho cultivadas, em um ambiente já contaminado com alto teor de Cu no solo. Em novembro de 2011 o solo foi coletado na camada de 0-15 cm de um vinhedo com alto teor de Cu e em uma área de campo nativo adjacente ao vinhedo, com baixos teores de Cu e Zn, o qual serviu como tratamento controle, sendo que ambos os solos foram classificados como Argissolo Vermelho. O experimento foi conduzido em casa de vegetação e foi dividido em dois cultivos de milho. O primeiro entre março e abril, e o segundo entre outubro e novembro, ambos no ano de 2012. Os tratamentos foram as doses de 0, 30, 60, 90, 180 e 270 mg kg-1 de Zn adicionadas ao solo de vinhedo, mais o tratamento controle, todos com valores de pH em água e teores de fósforo disponível e potássio trocável semelhantes. Aos 35 dias após a emergência as plantas foram coletadas e o acúmulo de matéria seca de raízes, de parte aérea e a concentração de Cu e Zn nas folhas foram determinados. Foi avaliado também o funcionamento do aparato fotossintético a partir da fluorescência da clorofila a e os pigmentos fotossintéticos, parâmetros bioquímicos ligados ao estresse oxidativo nas folhas das plantas, tais como atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD) e das peroxidases não específicas (POD). Os teores elevados de Cu e Zn no solo causaram toxicidade às plantas de milho e proporcionaram teores foliares acima dos níveis considerados normais nas folhas das plantas, nos dois cultivos. A toxicidade de Zn se evidenciou através da diminuição no crescimento, tanto das raízes, como da parte aérea, bem como pela indução de sintomas de toxicidade e deficiência nos parâmetros fotossintéticos, refletindo na fotoinibição. Além disso, foi observado estresse oxidativo e o sistema antioxidante das plantas de milho não foi suficientemente eficaz para reverter a condição de estresse, especialmente nas plantas cultivadas nos solos que receberam as maiores doses de Zn.

Tabernaemontana catharinensis, popularly known as cobrina, is a native tree, which belongs to the family Apocynaceae. This species is suitable for reforestation, it is rich in phytochemicals compounds and it is used in folk medicine in the form of tea or infusion of its leaves and barks. Impacts of the indiscriminate extraction of seeds and vegetative parts of native species have increased in recent years, being the cultivation of plants on a large scale in a sustainable manner one of the challenges for production - without compromising natural resources. However many species still lack ecological, physiological and agronomic information. Then, the aims of this study were to evaluate the physiological quality of seeds and morphophysiological parameters of T. catharinensis propagated in vitro and ex vitro. In this regard, ripe fruits were collected in mid lateral third of five arrays with approximately four meters high and located in the remaining vegetation in the city of Ijuí, Northwest region of Rio Grande do Sul (28° 26' 07 "S and 53° 57' 50"W). The experiments were performed in laboratory and in greenhouse. In the laboratory, seeds were germinated in the presence of light (photoperiod of 16 hours) and in the absence of light (continuous dark), by testing five temperatures: 15, 20, 25, 30 °C and alternating 20 to 30 °C (night-day). Three conditions and storage temperatures: 25 ± 1 °C (growth room), 10 ± 1 °C (refrigerator) and 4 ± 1 °C (cold room), were part of the experiment. They were used to check the germination behavior and the water content during six periods seed storage (30, 60, 90, 120, 150 and 180 days). We observed that, regardless of photoperiod (photoperiod of 16 hours and continuous darkness), 25 and 30 °C temperatures promoted the highest percentage of germination of T. catharinensis seeds. T. catharinensis seeds behave as neutral photoblastic. The storage of seeds of T. catharinensis for 180 days reduces the water content of the seeds, not occurring the reduction in germination potential, which demonstrates an orthodox behavior. For the experiments in vitro conditions, in order to obtain seedlings and the establishment of T. catharinensis, seeds were pre-soaked in gibberellic acid (GA3) at concentrations of 0.0; 300 and 600 mg L-1 in two regimes of time 24 and 48 hours. Afterwards, the cotyledon segments of 1 cm seedlings obtained in vitro germination. With 70 days old, they were inoculated in culture medium with 100% of minerals MS (MURASHIGE; SKOOG, 1962), plus combinations of 6-benzylaminopurine (BAP) 0.0; 1.0; 2.0; 4.0; 6.0 mg L-1 and naphthaleneacetic acid (NAA) 0.0; 0.1; 0.2; 0.4; 0.6 mg L-1. For in vitro rooting experiment, microcuttings of 90 days, with three pairs of leaves, were inoculated in MS medium (MURASHIGE; SKOOG, 1962), supplemented with IBA concentrations 0.0; 1.0; 2.0; 4.0; 6.0 mg L1. The percentage of germination was not significantly different in pre-soaked seeds in GA3, however we observed a reduction in the speed of germination at concentrations of 300 and 600 mg L-1 of GA3 for 48h of immersion. In vitro establishment, we verified the direct organogenesis of adventitious shoots from cotyledons of cobrina without the need for growth regulator, but the use of BAP associated with NAA maximized the number of shoots, leaves and fresh mass of shoots. For the in vitro experiment rooting supplementation of 1.0 and 6.0 mg L-1 of IBA to the culture medium resulted in the highest rooting rate (96.5 and 89%, respectively) and root length (15.96 and 15.60 cm, respectively). The absence of growth regulators (IBA) decreased the number of tips and root volume and the contents of chlorophyll b. For the experiment in the greenhouse, the treatments were Mecplant® substrate compositions (commercial substrate), fine texture vermiculite (V) and carbonized rice husk (CRH), by evaluating their influence on the emergence, vigor and morphophysiological parameters of T. catharinensis. We found out that the isolated use of commercial substrate 100% Mecplant® occurred less emergency and IVG seedlings, which negatively affected the growth characteristics. The commercial substrate associated with inert material vermiculite in formulations 50% Mecplant® + 50% V and 25% Mecplant® + 75% V showed higher expression of seed vigor and greater seedling growth, proving to be more appropriate, from the study to the formation of cobrina seedlings. Levels of chlorophyll b, as well as the total carotenoid are not influenced by the substrates. The ratio of chlorophyll a/b is higher in the treatments T2 (75% Mecplant® + 25% V), T4 (25% Mecplant® + 75% V) and T5 (75% Mecplant® + 25% CRH). / Tabernaemontana catharinensis, conhecida popularmente como cobrina, é uma árvore nativa, pertencente à família Apocynaceae. Essa espécie é indicada para reflorestamento e rica em compostos fitoquímicos além de ser utilizada na medicina popular na forma de chá ou infusão de suas folhas e cascas. Impactos decorrentes da extração indiscriminada de sementes e partes vegetativas de espécies nativas vêm crescendo nos últimos anos, sendo um dos desafios para a produção o cultivo das plantas em larga escala de modo sustentável, sem o comprometimento dos recursos naturais. Contudo muitas espécies ainda carecem de informações ecológicas, fisiológicas e agronômicas. Assim, os objetivos deste trabalho foram avaliar a qualidade fisiológica das sementes e os parâmetros morfofisiológicos de T. catharinensis propagadas in vitro e ex vitro. Para isso, frutos maduros foram coletados no terço médio lateral de cinco matrizes com cerca de quatro metros de altura e localizadas em remanescente vegetal, no município de Ijuí, região Noroeste do Rio Grande do Sul (28° 26' 07"S e 53° 57' 50"O). Os experimentos foram desenvolvidos em condições de laboratório e em casa de vegetação. Em laboratório, sementes foram colocadas para germinar na presença de luz (fotoperíodo de 16 horas) e ausência de luz (escuro contínuo), testando-se cinco temperaturas: 15, 20, 25, 30 ºC e alternada 20-30 ºC (noite-dia). Três condições e temperaturas de armazenamento: 25 ±1 ºC (sala de crescimento), 10 ±1 ºC (refrigerador) e 4 ±1 ºC (câmara fria), constituíram o experimento para verificar o comportamento germinativo e o teor de água durante seis períodos de armazenamento das sementes (30, 60, 90, 120, 150 e 180 dias). Observou-se que, independente do regime de luz (fotoperíodo de 16 horas e escuro contínuo), temperaturas de 25 e 30 ºC, promoveram maior percentagem de germinação das sementes de T. catharinensis. Sementes de T. catharinensis comportam-se como fotoblásticas neutras. O armazenamento das sementes de T. catharinensis por 180 dias reduz o teor de água das sementes, não ocorrendo redução no potencial germinativo, demonstrando um comportamento ortodoxo. Nos experimentos em condições in vitro, para obtenção de plântulas e estabelecimento de T. catharinensis, sementes foram pré-imersas em ácido giberélico (GA3) nas concentrações de 0,0; 300 e 600 mg L-1 em dois regimes de tempo 24 e 48h. Posteriormente, segmentos cotiledonares de 1 cm de plântulas obtidas da germinação in vitro, com 70 dias de idade, foram inoculados em meio de cultura com 100% dos sais minerais de MS (MURASHIGE; SKOOG, 1962), acrescidos das combinações de 6-benzilaminopurina (BAP) 0,0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 mg L-1 e ácido naftalenoacético (ANA) 0,0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6 mg L-1; para o experimento de enraizamento in vitro, microestacas de 90 dias, com três pares de folhas, foram inoculadas em MS (MURASHIGE; SKOOG, 1962), acrescido com concentrações de ácido indolbutírico (AIB) 0,0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 mg L1. A percentagem de germinação não diferiu significativamente em sementes préimersas em GA3, contudo ocorreu redução na velocidade de germinação nas concentrações de 300 e 600 mg L-1 de GA3 por 48h de imersão. No estabelecimento in vitro, ocorreu a organogênese direta de brotações adventícias de explantes cotiledonares de cobrina sem a necessidade de fitorreguladores de crescimento, porém o uso de BAP associado ao ANA maximizou o número de brotos, folhas e a massa fresca de brotações. Para o experimento de enraizamento in vitro a suplementação de 1,0 e 6,0 mg L-1 de AIB ao meio de cultura proporcionou maiores taxas de enraizamento (96,5 e 89%, respectivamente) e comprimento de raiz (15,96 e 15,60 cm, respectivamente). A ausência de fitorreguladores de crescimento (AIB) reduziu o número de pontas e volume de raízes e os teores de clorofila b. Para o experimento em casa de vegetação, os tratamentos constaram de composições do substrato Mecplant® (substrato comercial), vermiculita de textura fina (V) e casca de arroz carbonizada (CAC), avaliando-se a influência destes na emergência, vigor e nos parâmetros morfofisiológicos de T. catharinensis. Verificou-se que no uso isolado de substrato comercial 100% Mecplant® ocorreu menor emergência e IVG de plântulas, afetando negativamente as características de crescimento. O substrato comercial associado ao material inerte vermiculita nas formulações 50% Mecplant® + 50% V e 25% Mecplant® + 75% V propiciaram maior expressão do vigor de sementes e maior crescimento de mudas, evidenciando ser mais adequado, dentre os estudados, para a formação de mudas de cobrina. Teores de clorofila a, b, total e carotenoides não são influenciados pelos substratos formulados. A relação da clorofila a/b é mais elevada nos tratamentos T2 (75% Mecplant® + 25% V), T4 (25% Mecplant® + 75% V) e T5 (75% Mecplant® + 25% CAC).

Este trabalho envolve o estudo sobre os níveis de pigmentos fotossintéticos, carotenóides e clorofilas, presentes nas algas marinhas Tetraselmis gracilis e Gracilaria tenuistipitata, em condições de senescência celular e estresse antropogênico (poluição metálica). Em razão do papel fundamental dos carotenóides na organização de membranas tilacóides, o papel estrutural de carotenos e do extrato metanólico de T. gracilis em bicamadas lipídicas também foi avaliado. Para estes estudos foram realizados o cultivo, coleta e construção das curvas de crescimento das algas, obtenção dos cromatogramas típicos, identificação de alguns pigmentos fotossintéticos através de padrões, análise dos extratos brutos em diferentes fases de crescimento e respectiva quantificação. Foram realizados bioensaios de toxicidade dos metais Cd, Cu, Hg e Pb e foram estimados os parâmetros toxicológicos CE15 e CE50 (concentração efetiva para a redução de 15 e 50%, respectivamente, do crescimento algal). Os modelos de estresse agudo e crônico foram construídos para cada metal e a quantificação dos pigmentos fotossintéticos foi realizada. Lipossomos foram confeccionados com a incorporação de carotenos e do extrato metanólico de T. gracilis na bicamada e foram realizadas medidas de espalhamento de luz, de calorimetria, do diâmetro hidrodinâmico e de fosfolípides. A cinética de liberação e de permeação de NO foi estudada através de medidas de fluorescência e de quimiluminescência. Também foi realizada a extração e pré-isolamento dos carotenóides presentes em T. gracilis. Os mecanismos de defesa contra espécies reativas de oxigênio foram diferentes em razão das distintas variações observadas nos níveis de pigmentos para cada metal estudado e tipo de estresse. Também foi observado um aumento do nível de pigmentos em função do aumento do tempo de exposição correspondendo provavelmente a uma estratégia aclimatativa extremamente importante no papel de adaptação e sobrevivência de organismos fotossintéticos, o que torna este tipo de avaliação, principalmente dos níveis de carotenóides, uma ferramenta útil como parâmetro de avaliação de poluição ambiental, além do emprego da biomassa como ferramenta de biorremoção de metais. Em relação aos valores de CE50 observados, o valor encontrado para o Cu foi inferior ao padrão previsto na Resolução do CONAMA no 357. Portanto, efluentes contendo Cu em níveis permitidos poderão causar danos à biota marinha. Mais ainda, sugere-se que os limites recomendáveis para este metal deverão ser revistos e alterados para a preservação de ecossistemas aquáticos. A incorporação do extrato de T. gracilis ocasionou uma grande perturbação na estruturação da membrana, resultando na fluidificação da bicamada lipídica, independente da fase de crescimento. O β-caroteno e o licopeno interferem na estruturação de bicamadas lipídicas diminuindo o diâmetro hidrodinâmico das vesículas unilamelares grandes, efeito ainda não descrito na literatura, reduzindo o valor da temperatura na qual se inicia a transição de fase, alargando a faixa onde ocorre a transição, reduzindo os valores capacidade calorífica e da entalpia e, conseqüentemente, modificando a cooperatividade da transição. Somente o β-caroteno causou fluidificação do sistema lipídico e aumento da velocidade de permeação de NO através da membrana, sugerindo o provável papel do β-caroteno na modulação de propriedades físicas da membrana. / This work involves the study of the levels of photosynthetic pigments, carotenoids and chlorophylls, contained in the marine algae Tetraselmis gracilis and Gracilaria tenuistipitata, under conditions of cellular senescence and anthropogenic stress (metallic pollution). Due to the fundamental organizational role of carotenoids in thylakoid membranes, its structural features in lipid bilayers were evaluated. Also in this last mentioned study, it was employed the methanolic extract of T. gracilis. In order to perform these studies, the algae were cultivated and the growth curves determined. Also, the typical chromatograms were obtained, and some photosynthetic pigments were identified trough commercial standards, which were then analyzed and quantified in crude extracts of different growth phases. The toxicity of the metals Cd, Cu, Hg and Pb were determined trough bioassays, which led to the toxicological parameters EC15 and EC50 estimation (the effective concentration that causes 15 and 50% of reduction of the algal growth, respectively). For each metal, the acute and chronic stress models were built, and the photosynthetic pigments contents\' quantified. Liposomes were constructed with the incorporation of carotenes and of the T. gracilis\' methanolic extract in the bilayer, which were then submitted to light scattering, calorimetric, hydrodynamic radius and phospholipid assays. Fluorescence and chemiluminescence measurements were used to study the NO kinetics of liberation and permeation. Also, it was accomplished the extraction and pre-isolation of carotenes contained in T. gracilis. For each type of metal and stress occasioned, different levels of pigments were observed, a consequence of the different mechanisms employed against reactive oxygen species. At higher exposure periods, higher pigments\' contents were quantified, which probably corresponds to an algae acclimatative strategy. The EC50 value found for Cu is higher than the standard one previously stated in the CONAMA\'s nº 357 resolution. This means that effluents containing Cu, in levels allowed by the law, may cause damage to the marine biota. Moreover, it\'s suggested a reevaluation of the standard limiting value for this metal, in order to preserve aquatic ecosystems. A higher fluidity of the lipid bilayer, occasioned by a large perturbation of the membrane\'s structure, was accomplished by incorporating the extract of T. gracilis. This was observed independently of the cells\' growth phase. &$946;-carotene and licopene interfere in the lipid bilayer structure, lowering the hydrodynamic diameter of large unilamellar vesicles, an effect not previously reported in literature. This reduces the temperature were the phase transition initiates, broadens the transition gap, lowers the calorific capacity and enthalpy values, consequently, modifying the transition cooperation. Only β-carotene induces a higher fluidity of the lipid system and a faster NO permeation trough the membrane, which suggests that it may modify physical properties of the membrane.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Phosphorus (P) is one of the macronutrient that most limits crop production, especially of that potato, a crop that is highly responsive to soil fertility. The deficiency of this nutrient occurs in more than half of the world's arable land. This work aimed to study the effect of two contrasting levels of P in potato genotypes through physiological (growth, chlorophyll a fluorescence, photosynthetic pigments) and biochemical parameters (acid phosphatase activity, phosphorus content in tissues), as well as determinate the efficiency and response index to P. The experiment was conducted hydroponically in a greenhouse, using sand as substrate. The treatments consisted of four potato genotypes SMIC148-A (C), SMIF212-2 (M), SMIG145-1 (O) and SMIJ319-7 (S) and two levels of phosphorus (P), 5% P and 50% (2,32 e 23,23 mg L-1) P of the standard solution. Evaluations were performed at 18, 39 and 62 days after transplanting (DAT). The low level of P was responsible for reductions in tuber yield and production of shoot and root, as decreases in the number of leaves and fresh and dry weight of these parts of the plant were found. The activity of the acid phosphatase enzyme was higher on 5% of P in root and lower in the fourth leaf at initial period of cultivation. The concentration of soluble phosphorus (Pi) and total P content in the tissue, were generally lower at the lower phosphorus level that at the highest level. The concentration of the photosynthetic pigments has been generally kept similar between levels. The Fv/Fm and Fv/Fo ratios as well as a transport rate of electrons (ETR1500) for some genotypes had reductions on 5% P. On the basis of P use and response efficiency indexes, genotypes SMIC148-A (C) and SMIF212-2 (M) were classified into NENR and genotypes SMIJ319-7(S) and SMIG145-1 (O) ER. Keywords: Solanum tuberosum, P use efficiency, P response efficiency, acid phosphatase, phosphorus content, a chlorophyll fluorescence, photosynthetic pigments. / O fósforo (P) é um dos macronutrientes que mais limita a produção agrícola, especialmente a produção de batata, que é uma cultura altamente responsiva à fertilidade do solo. A deficiência deste nutriente ocorre em mais da metade dos solos agricultáveis do mundo. Este estudo teve como objetivo estudar o efeito de níveis contrastantes de P em genótipos de batata através de parâmetros fisiológicos (crescimento, fluorescência da clorofila a, pigmentos fotossintéticos) e bioquímicos (atividade da fosfatase ácida, teor de fósforo nos tecidos), bem como a determinação de índices de eficiência e resposta ao P. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em sistema hidropônico em areia. Os tratamentos utilizados constaram de quatro genótipos de batata, SMIC148-A (C), SMIF212-2 (M), SMIG145-1 (O) e SMIJ319-7 (S) e dois níveis de fósforo (P), 5% de P e 50% (2,32 e 23,23 mg L-1, respectivamente) de P da solução padrão. As avaliações foram realizadas aos 18, 39 e 62 dias após o transplantio (DAT). O baixo nível de P foi responsável por reduções na produção de tubérculos bem como na produção de parte aérea e raiz, pois se verificou decréscimos no número de folhas e na massa fresca e seca destas partes da planta. A atividade da enzima fosfatase ácida foi maior em 5% de P em raiz e menor na quarta folha em período inicial de cultivo. A concentração de fósforo solúvel (Pi) bem como o conteúdo de P total no tecido, foram em geral menores no menor nível de P que no maior nível. A concentração de pigmentos fotossintéticos de maneira geral foi mantida em baixo P. As razões Fv/Fm e Fv/Fo, bem como a taxa de transporte de elétrons (ETR1500) para alguns genótipos tiveram reduções em 5% de P. A partir de índices de eficiência de uso e resposta ao P o genótipos SMIC148-A (C) e SMIF212-2 (M) foram classificados em NENR e os genótipos SMIJ319-7(S) e SMIG145-1 (O) em ER.

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No. of bitstreams: 1 cristianoferraraderesende.pdf: 2182147 bytes, checksum: a1f62e02cb7c97296c57ea6461357835 (MD5) Previous issue date: 2012-03-05 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Bromeliaceae é uma família essencialmente neotropical, cujos representantes são muito utilizados para fins paisagísticos. Uma das principais fontes de abastecimento do mercado consumidor de bromélias é o extrativismo o que, associado à destruição do ambiente natural, tem levado a perdas irreparáveis na biodiversidade da família, especialmente na Mata Atlântica, onde cerca de 40% das espécies encontram-se sob alguma categoria de ameaça. Pitcairnia encholirioides L. B. Sm. é uma espécie “criticamente em perigo” de extinção, sendo conhecida somente uma população dessa espécie, com cerca de 900 indivíduos, encontrada em 2004 em um afloramento rochoso muito degradado e sujeito ao fogo e ao pisoteio de animais, no município de Santa Maria Madalena, RJ. A utilização das técnicas de micropropagação pode reverter os riscos de extinção garantindo taxas elevadas de multiplicação, fornecendo material necessário ao mercado consumidor, evitando, dessa forma, o extrativismo das plantas nos seus locais de origem. A instalação e a conservação in vitro de bancos de germoplasma possuem especial importância, garantindo a sobrevivência de espécies raras e/ou endêmicas e fornecendo plantas para iniciativas de reintrodução. A etapa final da micropropagação é a aclimatização ex vitro, realizada após os procedimentos de multiplicação e enraizamento in vitro. A aclimatização é um período crítico para as plantas devido à perda de água, o que causa estresse hídrico e, como consequência, estresse oxidativo, podendo provocar problemas metabólicos e perdas elevadas. No presente trabalho, Pitcairnia encholirioides foi cultivada in vitro por 150 dias em meio de cultura adicionado de dois reguladores de crescimento (GA3 ou ANA), além de duas concentrações de sacarose (15 ou 30 g L-1) e sob dois tipos de vedação dos tubos de ensaio (vedação hermética com tampas e filme de PVC ou vedação com tampas que permitiam trocas gasosas), totalizando 8 tratamentos, período após o qual as plantas foram transferidas para condições ex vitro, em casa de vegetação, permanecendo por mais 180 dias. Dois desses tratamentos foram selecionados para as análises de desidratação, quando suas plantas foram submetidas a 30, 42 ou 54 dias sem irrigação, além do controle irrigado periodicamente, sendo posteriormente reidratadas durante 90 dias. Após os períodos de cultivo in vitro e permanência das plantas em casa de vegetação, foram realizadas análises dos conteúdos de prolina, proteínas totais, atividades das enzimas do metabolismo antioxidativo SOD, CAT, POD e PPO, além 2 dos teores de pigmentos fotossintetizantes. Além desses parâmetros, após desidratação e reidratação foram também avaliados os teores de carboidratos. De maneira geral, o cultivo in vitro em meio adicionado da menor concentração de sacarose e em tubos vedados hermeticamente se mostrou prejudicial, o que foi evidenciado pelo menor acúmulo de prolina, aumentos nas atividades das enzimas antioxidativas e menor acúmulo de pigmentos fotossintéticos. Após o período de aclimatização, não foram encontradas diferenças entre os tratamentos para a maioria dos parâmetros analisados, ou os dados oscilaram de maneira a não permitir uma generalização quanto aos efeitos residuais da sacarose, do tipo de tampa e dos reguladores de crescimento utilizados durante o cultivo in vitro. No período em que as plantas foram submetidas à desidratação progressiva, houve maior acúmulo de prolina e proteínas solúveis totais, além de aumento nos teores de pigmentos fotossintéticos nos tecidos provenientes de plantas cultivadas in vitro em meio contendo 30 g L-1 de sacarose e GA3. Houve também, em geral, queda mais acentuada nas atividades das enzimas em meio suplementado com a menor concentração de sacarose e ANA, além de oscilações nos teores de pigmentos. As relações entre os pigmentos sofreram leve redução em ambos os tratamentos, e os teores de carboidratos solúveis totais, sacarose, açúcares redutores e amido aumentaram com o prolongamento do estresse. Após a reidratação, todas as plantas demonstraram elevada capacidade de recuperação, apresentando em todas as análises realizadas valores muito similares aos das plantas do controle, não submetidas à desidratação. Os resultados obtidos no trabalho permitem concluir que o cultivo in vitro em meio adicionado de 30 g L-1 de sacarose e em tubos de ensaio que permitem trocas gasosas é o mais apropriado para plantas de P. encholirioides. Ademais, a concentração de sacarose adicionada ao meio de cultura também influencia o desenvolvimento das plantas após aclimatização, sendo encontrados melhores resultados em plantas cultivadas nos meios de cultura suplementados com a maior concentração desse carboidrato. Acredita-se que as plantas cultivadas nessas condições apresentariam maior capacidade de sobrevivência ao transplantio e maior resistência a períodos prolongados de estresse hídrico, aos quais, frequentemente, estão submetidas no ambiente natural. / Bromeliaceae is essentially a neotropical family, whose representatives are widely used for landscaping. One major source of supply for the consumer market is the extraction, which coupled with the destruction of the natural environment, has led to irreparable losses in biodiversity of the family, especially in the Atlantic Forest, where about 40% of bromeliad species are under some category of threat. Pitcairnia encholirioides L. B. Sm. is a critically endangered species. In 2004, a unique population of this species was found, with about 900 individuals in a very degraded rocky outcrop, subject to fire and trampling by animals, located in Santa Maria Madalena, RJ. The use of micropropagation can guarantee high multiplication rates, providing necessary material for the consumer market, effectively obviating the extraction of plants in their places of origin. In addition, installation and in vitro conservation of germplasm banks have special importance, ensuring the survival of rare species and/or endemic and providing micropropagated plants for reintroduction initiatives. Following the procedures of in vitro multiplication and rooting, the final stage of micropropagation is the ex vitro acclimatization, a critical period for the plants due to water loss, which causes water stress and, consequently, oxidative stress, which can cause metabolic problems and high losses. In this study, Pitcairnia encholirioides was grown for 150 days in vitro in a culture medium supplemented with two growth regulators (GA3 or NAA), and two concentrations of sucrose (15 or 30 g L-1) in two types of sealing of test tubes (hermetic seal with lids and PVC film and seal with lids that allowed gas exchange), totaling eight treatments, after which the plants were transferred to ex vitro conditions in a greenhouse, staying for more than 180 days. Two of these treatments were selected for analysis of dehydration when their plants were subjected to 30, 42 or 54 days without irrigation, apart from control irrigated periodically, being subsequently rehydrated for 90 days. After periods of in vitro cultivation and maintenance of the plants in the greenhouse, they were analyzed for proline content, total protein, activities of antioxidant metabolism enzymes SOD, CAT, POD and PPO, besides the content of photosynthetic pigments. Apart from these parameters, after dehydration and rehydration, levels of carbohydrates were also assessed. In general, the in vitro culture in medium containing the lowest concentration of sucrose and hermetically sealed tubes proved to be harmful, which was evidenced by lower levels of proline, increased 4 activity of antioxidant enzymes and lower accumulation of photosynthetic pigments. After the acclimatization period, no differences were found between treatments for most parameters, or data varied so as to not allow a generalization about the residual effects of sucrose, the type of cover and of the growth regulators used in the in vitro cultivation. During the period in which the plants were subjected to water stress, higher accumulation of proline and total soluble proteins occurred, and also increased levels of photosynthetic pigments in tissues from plants grown in vitro in medium containing 30 g L-1 sucrose and GA3. There was also, in general, sharper decrease in enzyme activity in medium with the lowest concentration of sucrose and NAA, as well as fluctuations in pigment. Relations between pigments suffered slight reduction in both treatments, and total soluble carbohydrates, sucrose, reducing sugars and starch increased with increasing stress. After rehydration, all plants showed high resilience, presenting for all analyzes values very similar to those of control plants not subjected to dehydration. The results indicate that the in vitro culture in medium supplemented with 30 g L-1 sucrose and tubes that allow gas exchange are the most appropriate. Moreover, the concentration of sucrose added to the culture medium also influences the development of plants after acclimatization, with best results found in plants grown in media supplemented with higher amount of this carbohydrate. It is believed that plants grown under these conditions would have higher capacity of resistance to transplanting and could survive for prolonged periods of water stress, which are often subjected in the natural environment.