As espécies selvagens relacionadas ao tomateiro (Lycopersicon esculentum Mill. Syn. Solanum lycopersicum L) em latitudes do Sul do Equador ao norte do Chile. Estas condições ambientais contrastantes possibilitaram o aparecimento de grande diversidade genética dentre estas espécies. Lycopersicon cheesmanii f .minor (Hook.f.) C. H. Hill. Syn. Solanum galapagense S. Darwin & Peralta é endêmica das Ilhas Galápagos e possui características peculiares, como porte reduzido, dormência de sementes e folhas bastante recortadas. Estas características também estão presentes em mutantes de tomateiro com deficiência no hormônio giberelina (GA). Mutações em GA como gib1, gib2, gib3 (deficientes) e procera (resposta constitutiva) são amplamente conhecidas em tomateiro. Já os alelos Sp (Self Pruning) e Pts (Petroselinum), presentes em S. galapagense, alteram altura e recorte foliar, respectivamente. Visando entender a natureza destas variações genéticas naturais, foram feitos cruzamentos e retrocruzamentos sucessivos de S. galapagense com a cultivar miniatura de tomateiro Micro-Tom (MT), onde tentou se isolar plantas segregando para características presentes no parental selvagem (dormência, nanismo e maior recorte foliar). Na geração BC1F2 foram selecionados indivíduos com porte menor que MT e folhas com bordos muito recortados. Sementes BC1F3 apresentaram taxa de germinação de 47,6 %, contrastando com o valor 94,5 % apresentado por MT. Entretanto, após aplicação de 100 µM de GA3 a taxa de germinação de BC1F3 foi elevada para 72 %. Em análise de curvas de dose-resposta a GA, as plantas BC1F3 apresentaram menor porte que MT, sendo que este nanismo não foi completamente revertido aplicando-se GA. Em gerações avançadas de retrocruzamentos, constatou-se que a dormência de sementes foi perdida durante as introgressões. Tal constatação leva a crer que o principal componente da dormência de S. galapagense não está ligado ou é efeito pleiotrópico dos genes que respondem pelo seu nanismo ou recorte foliar. A análise de segregação de 278 plantas BC4F2 mostrou que o principal componente do nanismo de S. galapagense segrega na proporção 3:1, sendo a mutação recessiva presente em S. galapagense denominada galapagos dwarf (gdw). Plantas quase isogênicas a MT (geração BC6Fn) foram obtidas carregando os alelos Pts, Sp e gdw. Experimentos comparando-as com MT confirmaram que o alelo Pts aumenta pronunciadamente o recorte foliar de tomateiro e diminui ligeiramente a germinação e o porte das plantas. Tal observação está de acordo com a descoberta recente de que PTS codifica para um gene da classe KNOX, que podem estar envolvidos com GA. Em cominação com Pts, esse alelo parece ter efeito discreto no recorte foliar, mas somente em combinação com Pts. Surpreendentemente, sementes Sp tiveram germinação precoce, comparadas com MT (sp). Já o alelo gdw não mostrou ter efeito na germinação, mas confirmou afetar a altura e o recorte foliar. Esses resultados evidenciam que porte reduzido e folhas bastante recortadas de S. galapagense podem ser atribuídos principalmente a gdw e Pts. A dormência parece ser controlada por outro(s) gene(s) ainda desconhecido(s). Como o novo gene descoberto, GDW, não afeta a germinação, é pouco provável que esteja ligado a GA, podendo ser uma nova classe de genes controlando nanismo. / The tomato (Lycopersicon esculentum Mill. Syn. Solanum lycopersicum L) related wild species evolved into a wide range of latitudes, from the southern of Ecuador to the northern of Chile. These contrasting environment conditions allowed the emergence of great genetic diversity among these species. Lycopersicon cheesmanii f. minor (Hook.f.) C. H. Hill. Syn. Solanum galapagense S. Darwin & Peralta is endemic in the Galapagos Islands and has characteristics such as small plant size, dormant seeds and profusely divided leaves, being these characteristics also common in tomato gibberellin (GA) mutants. GA mutants such as gib1, gib2, gib3 (deficient), and procera (constitutive) are widely known in tomato. In addition to the afore mentioned mutations, the alleles Sp (Self Pruning) and Pts (Petroselinum), present S. galapagense, lead to changes in plant height and leaf architecture, respectively. Aiming at the understanding of such natural genetic variations, successive crosses and backcrosses of S.galapagense with the miniature tomato cultivar Micro-Tom (MT) were made, attempting to isolate plants segregating characteristics of the parental wild species (dormancy, dwarfism, and increased leaf indentation). In the BC1F2 generation were selected individuals shorter than MT, and with more serrated leaf margins or with more leaflets when compared to MT. BC1F3 seeds showed germination rates of only 46.7 %, contrasting with the 94.5% of MTs germination. However, after the application of 100 µM GA, the rate of germination of BC1F3 was increased to 72 %. Analysis GA dose-responses showed that the BC1F3 plants displayed smaller sizes than the MT plants, and this dwarfism was not completely reversed by GA applications. In advanced backcross generations, it was found that the dormancy of seeds was lost during the process of introgression, since the selection was not for this trait, but only for plant with small size and/or more divided leaves. This finding suggests that the main component of dormancy of S.galapagense is not connected to or is not a pleiotropic effect of the genes for dwarfism and leaf shape. The analyzes of the segregation of 278 BC4F2 plants, already harboring the alleles sp and pts from MT, showed that the main component of the dwarfism of S. galapagense segregates in the proportion 3:1, and then, the recessive mutation present in this specie was named galapagos dwarf (gdw). Plants nearly isogenic to MT (BC6Fn generation) were obtained carrying the alleles Pts, Sp and gdw. Experiments comparing these plants with MT confirmed that the allele Pts produces more divided leaf and leaflets, and showed that this allele has a slight effect in reducing seed germination and plant size. This observation is consistent with the recent discovery that Pts codes for a gene from the KNOX class, which may be involved with the GA hormone. The Sp allele had no direct effect on plant height, but only indirectly due to its indeterminate growth. This allele seems to have a slight effect on leaf shape, but only in combination with Pts. Surprisingly, Sp seeds had an early germination when compared to MT (sp). On the other hand, the allele gdw did not show any effect on germination, but confirmed to affect plant height and leaf architecture. Taken together, these results showed that the reduced plant size and the profusely divided leaves of S. galapagense can be attributed mainly to the effect of Pts and gdw alleles. Regarding seed dormancy, this trait appears to be controlled by other(s) gene(s), yet unknown, although Pts also contributes to this characteristic. Since the new gene that we discovered, GDW, does not affect the germination, it is unlikely that it can be linked the GA hormone, but it may represent a new class of genes controlling an important agronomic trait, the dwarfism.

Os hormônios vegetais etileno e ABA são possíveis reguladores chave do desenvolvimento das micorrizas arbusculares (MAs). O primeiro objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento da MA em mutantes superprodutores e insensíveis ao etileno (epinastic e Never ripe, respectivamente) e verificar se enzimas relacionadas ao sistema de defesa vegetal são reguladas diferencialmente pelo etileno durante o desenvolvimento da simbiose A colonização de raízes de epinastic (epi) por G. clarum foi significativamente reduzida quando comparada com Micro-Tom (MT), além disso, a funcionalidade da simbiose, demonstrada pelo acúmulo de transcritos de LePT4, foi fortemente reduzida quando comparada com MT. Por outro lado, o padrão de colonização e funcionalidade da simbiose no mutante Nr não diferiu de MT. Indução no acúmulo de transcritos de genes que codificam quitinases e enzimas relacionadas ao estresse oxidativo foi observada no mutante epi, enquanto o acúmulo de transcritos de uma -1,3-glucanase foi fortemente induzido no mutante Nr. O segundo objetivo foi verificar se a colonização reduzida observada em mutantes deficientes em ABA é dependente da produção do etileno. Para tanto, mutantes que diferem na deficiência de ABA e produzem diferentes quantidades de etileno (notabilis e sitiens) e o mutante epi foram inoculados com G. clarum e tratados com aminoethoxivinilglicina (AVG), um inibidor de etileno. A colonização intrarradicular de G. clarum nos mutantes epi e notabilis (not) foi significativamente reduzida quando comparada com MT, sendo que o mutante sitiens (sit) foi o menos susceptível à colonização em relação aos demais genótipos. A aplicação de AVG a 10 µM restaurou completamente a colonização em epi, mas não nos mutantes deficientes em ABA. O acúmulo de transcritos de LePT4 confirmou os resultados de colonização. Os genes que codificam enzimas chave na biossíntese do etileno, LeACS2 e LeACO4, foram regulados positivamente pela inoculação com G. clarum, e a restauração do desenvolvimento da MA observada em epi que recebeu AVG, provavelmente envolveu ACC oxidase (LeACO4). O acúmulo de transcritos dos genes que codificam ACC oxidase (LeACO1 e LeACO4) foi induzido significativamente em sit, mostrando que a superprodução de etileno observada neste mutante pode envolver a regulação da ACC oxidase. Por fim, indução no acúmulo de transcritos do gene LeNCED foi observada em todos os genótipos micorrizados e em raízes de epi que receberam AVG, demonstrando que LeNCED é regulado positivamente pela inoculação com G. clarum e que o etileno regula a expressão deste gene. Os resultados demonstram que etileno e ABA estão envolvidos na regulação do desenvolvimento de MA e que etileno modula a expressão de genes relacionados ao sistema de defesa vegetal permitindo o estabelecimento de uma simbiose funcional. / The plant hormones ethylene and ABA are probably key developmental regulators of arbuscular mycorrhizae (AM). The first objective of this work was to evaluate the development of MA in overproducing and insensitive mutants to ethylene (epinastic and Never ripe, respectively) and verify if enzymes related to plant defense system are differentially regulated by ethylene during the symbiosis development. The colonization of epinastic (epi) roots by G. clarum was significantly reduced when compared with Micro-Tom (MT), moreover, the functionality of the symbiosis as demonstrated by transcripts accumulation of LePT4, was strongly reduced when compared with MT. Still, the pattern of colonization and functionality of the symbiosis in the Nr mutant did not differ from MT. Induction in the transcripts accumulation of genes encoding chitinase and enzymes related to oxidative stress was observed in epi mutant, whereas transcripts accumulation of -1, 3-glucanase was strongly induced in the Nr mutant. The second objective was to determine whether the reduced colonization observed in mutants deficient in ABA is dependent on ethylene production. For this purpose, mutants that differ in ABA deficiency and produce different amounts of ethylene (notabilis and sitiens) and the epi mutant were inoculated with G. clarum and treated with an ethylene inhibitor called aminoethoxivinilglicin (AVG). The intraradical colonization of G. clarum in epi and notabilis (not) mutants was significantly reduced when compared with MT and sitiens mutant was less susceptible to colonization in comparison with other genotypes. The application of AVG to 10 µM completely restored the colonization in the epi but not in mutants deficient in ABA. The transcripts accumulation of LePT4 confirmed the results of colonization. The genes that encode key enzymes in the biosynthesis of ethylene, LeACS2 and LeACO4, were positively regulated by inoculation with G. clarum and the restoration in the development of MA observed in epi which received AVG probably involved ACC oxidase (LeACO4). Transcripts accumulation of genes that encode ACC oxidase (LeACO1 and LeACO4) were induced significantly in sit showing that overproduction of ethylene in this mutant can involve ACC oxidase. Finally, the induction in the accumulation of gene transcripts LeNCED was observed in all genotypes and mycorrhizal roots of epi which received AVG demonstrating that LeNCED is regulated positively by the inoculation with G. clarum and that ethylene regulates the expression of this gene. Results show that ethylene and ABA are involved in regulating of MA development and ethylene modulates the expression of genes related to the plant defense system allowing the establishment and functionality of the symbiosis.

Thesis submitted in fulfilment of the requirements for the degree Master of Technology: Horticulture in the Faculty of Applied Sciences at the Cape Peninsula University of Technology, 2012 / This article based thesis includes two individual studies evaluating the role of silicon (Si) in mitigating the negative effects that are associated with sodium chloride (NaCl) induced toxicity in lettuce (Lactuca sative L. 'Eish!').

A vassoura-de-bruxa consiste numa importante enfermidade do cacaueiro (Theobroma cacao), causada pelo basidiomiceto Moniliophthora perniciosa e caracterizada pelos sintomas de inchamento e indução de brotações laterais nos ramos infectados. O mecanismo de resistência do cacaueiro a M. perniciosa ainda é desconhecido e o longo ciclo de vida da espécie dificulta o seu estudo. Isolados do biótipo-S do patógeno infectam o tomateiro (Solanum lycopersicum), cuja cultivar miniatura \'Micro-Tom\' (MT) consiste num potencial modelo genético para o estudo da interação. A avaliação desse modelo foi iniciada com a caracterização sintomatológica de MT à inoculações com isolados de M. perniciosa do biótipo-S. Os sintomas avaliados nas plantas infectadas foram engrossamento do caule e desenvolvimento de \'vassouras laterais\'. Na caracterização histopatológica da interação MT e M. perniciosa por microscopia eletrônica de varredura foi observada a germinação preferencial de basidiósporos na base dos tricomas com pontos de penetração através de ferimentos e diretamente pela epiderme. Foi observado por microscopia óptica, aumento no volume celular de plantas infectadas e, a microscopia eletrônica de transmissão detectou a colonização da região intercelular pelo fungo com formação de matriz extracelular envolvendo a hifa. A contribuição dos hormônios vegetais na patogênese foi avaliada por meio de mutantes e plantas transgênicas no background \'Micro-Tom\' com alterações nas vias de biossíntese ou percepção hormonal. As classes hormonais e genótipos avaliados foram brassinosteróide (curl3), auxina (diagiotropica), etileno (epinastic e Never ripe), ácido abscísico (notabilis) giberelina (procera), ácido jasmônico (jasmonic acid insensitive 1e prosistemina), citocinina (CKX2) e ácido salicílico (NahG). Os genótipos que se mostraram mais susceptíveis a infecção por M. perniciosa avaliado por taxa de infecção de plantas, quando comparados ao MT foram epinastic, notabilis, procera e jasmonic acid insensitive 1, sendo que os restantes foram menos susceptíveis, sugerindo que possivelmente a redução da susceptibilidade à M. perniciosa relaciona-se ao aumento nos níveis de jasmonato (JA), em contraponto com o ácido salicílico (AS), que quando em níveis elevados parece aumentar o número de plantas sintomáticas. A infecção cruzada por isolados do biótipo-C foi caracterizada em MT, mutantes hormonais e transgênicos, contudo não foi possível observar sintomas em nenhum genótipo. A interação entre M. perniciosa do biótipo-S e -C e MT foi avaliada por expressão de genes envolvidos na resposta de defesa da planta por RT-qPCR. Após a inoculação com o biótipo-S, o maior número desses genes apresentou acúmulo de transcritos 48 h após a inoculação, seguido do momento a 120 h. Em contrapartida, nas inoculações com o biótipo-C, a indução dos genes deu-se no período de 48 h, porém a resposta atingiu os maiores níveis de expressão 72 h após a inoculação. Mutantes hormonais (jasmonic acid insensitive 1 e curl3) e plantas transgênicas (prosistemina e NahG) também foram avaliados para expressão de genes ligados a resposta de defesa das plantas por RT-qPCR. Os dois genótipos transgênicos que se mostraram menos susceptíveis, demonstraram a expressão de um inibidor de proteinase sinalizado pela via de JA, corroborando a hipótese que a redução no número de plantas com infecção por M. perniciosa esteja ligada a ativação da via do ácido jasmônico / Witches\' broom disease is a major disease of cacao (Theobroma cacao), caused by the basidiomycete Moniliophthora perniciosa, characterized by symptoms, such as tissue swelling and induction of lateral buds in infected branches. Cacao resistance mechanisms against M. perniciosa remain unknown, and the long lifecycle of such species impairs the study of the interaction. Moniliophthora perniciosa S-biotype- isolates infect tomato (Solanum lycopersicum), and the miniature cultivar \'Micro-Tom\' (MT) is a potential genetic model for the study of plant and pathogen interaction. Evaluation of this model started with the characterization of symptoms in MT plants inoculated with S-biotype isolates. Symptoms evaluated were stem swelling and the development of lateral broom. Through histological characterization of the interaction by scanning electron microscopy, it was possible to observe the preferential germination of basidiospores in the base of trichomes, with penetration points through wounds or directly through the epidermis. Increase in cellular volume in infected tissues was observed by light microscopy, and the colonization of the intercellular region by the fungus was detected through transmission electron microscopy, with the formation of an extracellular matrix involving the hypha. The contribution of plant hormones during pathogenesis was evaluated through the use of mutants and transgenic plants on the \'Micro-Tom\' background with alterations in hormonal biosynthetic pathways or perception/signaling. The hormonal classes and genotypes evaluated were for brassinosteroids (curl3), auxin (diageotropica), ethylene (epinastic and Never ripe), abiscisic acid (notabilis); gibberellin (procera); jasmonic acid (jasmonic acid insensitive 1e prosistemina); cytokinins (CKX2) and silicic acid (NahG). The genotypes epinastic, notabilis, procera e jasmonic acid insensitive 1 behaved as being more susceptible to M. perniciosa infection when compared to MT, while the remaining mutants were less susceptible, suggesting that the reduction in susceptibility to M. perniciosa might be related to the increase in jasmonate levels (JA), in the opposite to the levels of salicylate, which seems to increase together with the increase of symptomatic plants. Cross infection with biotype-C isolates was characterized in MT, hormonal mutants and transgenic plants, however typical symptoms of the disease were not observed in any of the genotypes inoculated. Genes involved in plant response and defense were evaluated for expression levels by RT-qPCR in the interaction between M. perniciosa S-and C-biotype with MT . After inoculation with S-biotype, the largest number of genes were up-regulated 48 h after inoculation, followed by a peak at the 120 h sampling. On the other hand, for C-biotype inoculation, gene induction started 48 h after inoculation, but the largest number of transcripts was detected after 72 hours. Hormonal mutants (jasmonic acid insensitive 1 and curl3) and transgenic plants (prosistemina and NahG) were also assessed for expression levels of genes related to plant response and defense. Both transgenic genotypes which behaved less susceptible to the disease showed up-regulation of a proteinase inhibitor typically signaled by JA pathway, corroborating the hypothesis that the reduction of the number of plants infected by M. perniciosa may be related to the jasmonic acid pathway

Os hormônios vegetais etileno e ABA são possíveis reguladores chave do desenvolvimento das micorrizas arbusculares (MAs). O primeiro objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento da MA em mutantes superprodutores e insensíveis ao etileno (epinastic e Never ripe, respectivamente) e verificar se enzimas relacionadas ao sistema de defesa vegetal são reguladas diferencialmente pelo etileno durante o desenvolvimento da simbiose A colonização de raízes de epinastic (epi) por G. clarum foi significativamente reduzida quando comparada com Micro-Tom (MT), além disso, a funcionalidade da simbiose, demonstrada pelo acúmulo de transcritos de LePT4, foi fortemente reduzida quando comparada com MT. Por outro lado, o padrão de colonização e funcionalidade da simbiose no mutante Nr não diferiu de MT. Indução no acúmulo de transcritos de genes que codificam quitinases e enzimas relacionadas ao estresse oxidativo foi observada no mutante epi, enquanto o acúmulo de transcritos de uma -1,3-glucanase foi fortemente induzido no mutante Nr. O segundo objetivo foi verificar se a colonização reduzida observada em mutantes deficientes em ABA é dependente da produção do etileno. Para tanto, mutantes que diferem na deficiência de ABA e produzem diferentes quantidades de etileno (notabilis e sitiens) e o mutante epi foram inoculados com G. clarum e tratados com aminoethoxivinilglicina (AVG), um inibidor de etileno. A colonização intrarradicular de G. clarum nos mutantes epi e notabilis (not) foi significativamente reduzida quando comparada com MT, sendo que o mutante sitiens (sit) foi o menos susceptível à colonização em relação aos demais genótipos. A aplicação de AVG a 10 µM restaurou completamente a colonização em epi, mas não nos mutantes deficientes em ABA. O acúmulo de transcritos de LePT4 confirmou os resultados de colonização. Os genes que codificam enzimas chave na biossíntese do etileno, LeACS2 e LeACO4, foram regulados positivamente pela inoculação com G. clarum, e a restauração do desenvolvimento da MA observada em epi que recebeu AVG, provavelmente envolveu ACC oxidase (LeACO4). O acúmulo de transcritos dos genes que codificam ACC oxidase (LeACO1 e LeACO4) foi induzido significativamente em sit, mostrando que a superprodução de etileno observada neste mutante pode envolver a regulação da ACC oxidase. Por fim, indução no acúmulo de transcritos do gene LeNCED foi observada em todos os genótipos micorrizados e em raízes de epi que receberam AVG, demonstrando que LeNCED é regulado positivamente pela inoculação com G. clarum e que o etileno regula a expressão deste gene. Os resultados demonstram que etileno e ABA estão envolvidos na regulação do desenvolvimento de MA e que etileno modula a expressão de genes relacionados ao sistema de defesa vegetal permitindo o estabelecimento de uma simbiose funcional. / The plant hormones ethylene and ABA are probably key developmental regulators of arbuscular mycorrhizae (AM). The first objective of this work was to evaluate the development of MA in overproducing and insensitive mutants to ethylene (epinastic and Never ripe, respectively) and verify if enzymes related to plant defense system are differentially regulated by ethylene during the symbiosis development. The colonization of epinastic (epi) roots by G. clarum was significantly reduced when compared with Micro-Tom (MT), moreover, the functionality of the symbiosis as demonstrated by transcripts accumulation of LePT4, was strongly reduced when compared with MT. Still, the pattern of colonization and functionality of the symbiosis in the Nr mutant did not differ from MT. Induction in the transcripts accumulation of genes encoding chitinase and enzymes related to oxidative stress was observed in epi mutant, whereas transcripts accumulation of -1, 3-glucanase was strongly induced in the Nr mutant. The second objective was to determine whether the reduced colonization observed in mutants deficient in ABA is dependent on ethylene production. For this purpose, mutants that differ in ABA deficiency and produce different amounts of ethylene (notabilis and sitiens) and the epi mutant were inoculated with G. clarum and treated with an ethylene inhibitor called aminoethoxivinilglicin (AVG). The intraradical colonization of G. clarum in epi and notabilis (not) mutants was significantly reduced when compared with MT and sitiens mutant was less susceptible to colonization in comparison with other genotypes. The application of AVG to 10 µM completely restored the colonization in the epi but not in mutants deficient in ABA. The transcripts accumulation of LePT4 confirmed the results of colonization. The genes that encode key enzymes in the biosynthesis of ethylene, LeACS2 and LeACO4, were positively regulated by inoculation with G. clarum and the restoration in the development of MA observed in epi which received AVG probably involved ACC oxidase (LeACO4). Transcripts accumulation of genes that encode ACC oxidase (LeACO1 and LeACO4) were induced significantly in sit showing that overproduction of ethylene in this mutant can involve ACC oxidase. Finally, the induction in the accumulation of gene transcripts LeNCED was observed in all genotypes and mycorrhizal roots of epi which received AVG demonstrating that LeNCED is regulated positively by the inoculation with G. clarum and that ethylene regulates the expression of this gene. Results show that ethylene and ABA are involved in regulating of MA development and ethylene modulates the expression of genes related to the plant defense system allowing the establishment and functionality of the symbiosis.

A cana-de-açúcar é uma das principais e dos mais antigos cultivos do Brasil, ocupando lugar de destaque na economia do país devido à produção de açúcar e etanol. Atualmente, São Paulo é o principal estado produtor, impulsionando a economia brasileira devido as suas grandes áreas plantadas. O uso de reguladores vegetais vem se tornando uma prática rotineira, objetivando maximizar o potencial produtivo das culturas, promovendo melhorias na qualidade, otimizando os resultados agroindustriais e econômicos. Giberelina é um hormônio conhecido como promotor de crescimento e alongamento das plantas. O ethephon é um maturador vegetal muito utilizado na cultura da cana, promovendo a liberação de etileno quando em contato com o tecido vegetal. O objetivo do trabalho foi estudar a eficácia dos reguladores vegetais giberelina (GA) e ethephon (CEPA) aplicados em diferentes fases do desenvolvimento inicial, na morfologia e aspectos tecnológicos da cana-de-açúcar. Para isso foram efetuados quatro experimentos. As concentrações aplicadas de GA (0; 10; 25; 50 e 75 mg L-1) e CEPA (0; 225; 450; 900 e 1000 mg L-1), foram iguais nos dois primeiros experimentos. O primeiro experimento foi realizado no Horto Experimental do Departamento de Ciências Biológicas da ESALQ/USP, com a pulverização dos toletes, com dez repetições e o segundo foi realizado na Estação Experimental da Syngenta em Holambra com a pulverização de plantas jovens (na soqueira), com quatro repetições, sendo que os parâmetros biométricos foram avaliados quinzenalmente até aos 90 dias após o plantio (DAP). O terceiro experimento foi efetuado em casa de vegetação no Horto Experimental do Departamento de Ciências Biológicas da ESALQ/USP, sendo que para a avaliação dos parâmetros tecnológicos no início do desenvolvimento, pulverizaram-se toletes com GA 50 mg L-1 e CEPA 900 mg L-1 além do controle, utilizando-se de cinco repetições. As amostras foram coletadas e congeladas, para posteriores análises tecnológicas. No quarto experimento, avaliou-se a aplicação dos reguladores vegetais in vitro, onde se aplicou GA (0; 2,5; 5,0; 7,5 e 10 mg L-1) e CEPA (0; 25; 50; 100; 200 mg L-1), com 5 repetições. Os resultados foram submetidos a análise de variância pelo teste F, e comparados pelo teste de Tukey à 5% de probabilidade. No primeiro experimento, a aplicação de GA nos toletes reduziu de forma geral o desenvovimento inicial das plantas, enquanto os tratamentos com CEPA apresentaram resultados promissores ao desenvolvimento inicial, quando os parâmetros avaliados foram os perfilhos. No segundo experimento, a aplicação de GA em soqueira aumentou a altura da planta, sendo que CEPA retardou a altura das plantas e incrementou o número de perfilhos. No terceiro experimento, nas avaliações tecnológicas, GA e CEPA afetaram temporariamente os teores de açúcares totais produzidos nas folhas. No colmo, CEPA e GA afetaram de forma geral os parâmetros tecnológicos, reduzindo as atividades das invertases e os açúcares redutores e totais e No quarto experimento, a aplicação in vitro de GA, reduziu o número de perfilhos, enquanto aplicação de CEPA incrementou o número de perfilhos e reduziu a altura das plantas. / Sugarcane is one of the major and oldest crops in Brazil, taking a prominent place in the economy because of the production of sugar and ethanol. Currently, Sao Paulo is the main producing state, boosting the Brazilian economy due to its large planted areas. The use of plant regulators has become a routine practice, aiming to maximize the yield potential of crops, improving quality, optimizing results for the agroindustry and economy. Gibberellin is a plant hormone known as a regulator of plant growth and elongation. Ethephon is a growth regulator widely used in maturing sugarcane cultivation, allowing the release of ethylene when in contact with the plant tissue. This work aimed to evaluate the effectiveness of plant regulators gibberellin (GA) and ethephon (CEPA), applied at different stages of early development, on the morphology and technological aspects of sugarcane. To that end, four experiments were performed. The concentrations of GA (0; 10; 25; 50 and 75 mg L-1) and CEPA (0; 225; 450; 900 and 1000 mg L-1), were equal in the first two experiments. The first experiment was conducted in the Experimental Garden of the Department of Biological Sciences, ESALQ / USP, by spraying of cuttings, with ten repetitions. The second was conducted at Syngenta\'s experimental station in Holambra, by spraying the young plants (at stumps) with four replicates, and biometric parameters were measured fortnightly until 90 days after planting (DAP). The third experiment was conducted in a greenhouse at the Experimental Garden of the Department of Biological Sciences, ESALQ / USP, and for the evaluation of technological parameters in early development, cuttings were sprayed with GA 50 mg L-1 and CEPA 900 mg L-1 besides the control, using five replicates. Samples were collected and frozen for later technological analysis. In the fourth experiment, the application of plant regulators in vitro was evaluated, where GA (0; 2.5; 5.0; 7.5 and 10 mg L-1) and CEPA (0; 25; 50; 100; 200 mg L-1) were applied with five replicates. The results were submitted to variance analysis by F test and compared by Tukey test at 5% probability. In the first experiment, the application of GA reduced, in general terms, the initial development of plants whereas treatments with CEPA had promising results in early development, regarding the tillering. In the second experiment, the application of GA increased plant height, while the CEPA retarded plant height and increased the number of tillers. In the third experiment in technological assessments, GA and CEPA temporarily affected the contents of total sugars in the leaves. In the stem, GA and CEPA affected, in general, technological parameters, reducing the activities of invertase as well as those of the reducing and total sugars. In the fourth experiment, the application of GA in vitro decreased the number of tillers, while the treatment with CEPA increased the number of tillers and delayed the plant height.

Os frutos são classificados em climatéricos e não climatéricos de acordo com o padrão da atividade respiratória e produção de etileno. No entanto, estudos apontam que alguns frutos não se enquadram nessa classificação e, a goiaba, tem sido considerada um deles. Uma vez que há divergências quanto à classificação de alguns frutos em climatéricos e não climatéricos, esse trabalho apresenta hipóteses de estudo para goiaba, pois dados sobre sua fisiologia pós-colheita ainda são contraditórios e para maracujá-amarelo, pois são poucos os dados sobre a sua fisiologia pós-colheita. Este trabalho teve como objetivo caracterizar a fisiologia do amadurecimento de maracujá-amarelo e goiaba \'Pedro Sato\' ligados ou não às plantas, bem como, avaliar as respostas desses frutos à aplicação de reguladores do amadurecimento como o etileno e 1-metilciclopropeno (1-MCP). O trabalho foi conduzido em duas etapas. Na etapa 1, foi estimada a concentração endógena de CO2 e etileno de maracujás e goiabas ligados às plantas e em frutos colhidos em diferentes estádios de maturação. Foi fixado um tudo de silicone no epicarpo dos frutos ligados às plantas e coletadas amostras para CO2 e etileno desde o início do desenvolvimento até o completo amadurecimento dos mesmos e em frutos colhidos nos respectivos estádios de maturação para cada espécie frutífera, os quais foram analisados da mesma forma na pós-colheita. Na etapa 2, maracujás e goiabas foram submetidos à aplicação de 1-MCP e etileno e armazenados em câmara à 22ºC e 85% UR durante 9 dias e analisados a cada 3 dias quanto a acidez titulável, teor de sólidos solúveis e ácido ascórbico, rendimento de suco, firmeza, cor da casca, atividade respiratória, produção de etileno e atividade enzimática ACC oxidase. Não foi observado climatério para CO2 durante o amadurecimento de maracujás e goiabas ligados às plantas. O aumento da concentração endógena de CO2 foi observado apenas após a colheita dos frutos. A concentração endógena de etileno foi baixa enquanto os frutos estavam ligados às plantas. Maracujás que amadureceram na planta e sofreram abscisão natural mostraram aumento da concentração endógena de etileno dias antes da abscisão dos frutos. Para goiabas, houve aumento da concentração endógena de etileno somente após a colheita. Maracujás predominantemente verdes e verdes-amarelos responderam positivamente à aplicação de 1-MCP como retardador do amadurecimento, com manutenção da qualidade dos frutos, redução da atividade respiratória e diminuição da atividade da ACC oxidase. A diminuição da produção de etileno foi observada em frutos predominantemente verdes. Maracujás responderam ao etileno exógeno pela influência na qualidade física e química e apresentaram maior atividade enzimática principalmente em frutos predominantemente verdes. O etileno em goiabas verdeescuro promoveu o aumento da atividade respiratória, da produção de etileno e da atividade da ACC oxidase, podendo ser um dos fatores responsáveis pelo amadurecimento mais rápido dos frutos. Goiabas responderam positivamente ao 1- MCP, como retardador do amadurecimento, e na redução da atividade da ACC oxidase. / Fruit have been classified as climacteric and non-climacteric based on their pattern of respiration and ethylene production. However, studies indicate that some fruit are not frame into this classification and, guava has been considered one of them. Since there are differences in the classification of some fruit into climacteric and non-climacteric, this work presents hypotheses for guava, because the postharvest physiology data is still contradictory and for passion fruit, because there are few data considering its postharvest physiology. This study aimed to characterize the ripening physiology of yellow passion fruit and \'Pedro Sato\' guava attached or not to the plant, as well as evaluating the responses of these fruits subjected to exogenous ethylene and 1-methylcyclopropene (1-MCP), since the use of these regulators can help in characterize them. The study was carried out in two steps. The step 1, endogenous CO2 and ethylene concentrations were estimated in passion fruit and guava attached to the plant and in fruit harvested at different ripening stages. A silicone tube was fixed to the epicarp of the fruit and gas samples were collected since the beginning of fruit development to full ripening and for fruit harvested at different ripening stages which were analyzed in postharvest. The step 2, passion fruit and guava were subjected to 1-MCP and ethylene application and then stored at 22ºC and 85% RH for 9 days and analyzed every 3 days for titratable acidity, soluble solids and ascorbic acid, juice yield, firmness, skin color, respiration rate, ethylene production and ACC oxidase activity. It was not observed climacteric for CO2 during ripening of passion fruit and guava attached to the plant. Endogenous CO2 concentration increased only after fruit harvest. Endogenous ethylene concentration was low while the fruit were attached to the plant. For passion fruit that ripened on the plant and had natural abscised the endogenous ethylene concentration increased days before fruit abscission. For guavas, an increase in endogenous ethylene concentration was observed only after harvest. Passion fruit at predominantly green and yellowish-green ripening stages responded positively to 1-MCP application with delayed fruit ripening, maintaining fruit quality, decreased in respiratory activity and reduced ACC oxidase activity. The decrease in ethylene production was observed only in predominantly green fruits. Passion fruit responded to exogenous ethylene by the influence on the physical and chemical quality and showed higher enzyme activity mainly in predominantly green fruits. Guavas at dark green ripening stage subjected to exogenous ethylene showed an increase in respiration rate, ethylene production and ACC oxidase activity, which may be one of the factors responsible to the faster rate of ripening of these fruit. Guavas responded positively to 1-MCP application with delayed ripening and reduced the ACC oxidase activity.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:40:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_Tese_Artur_Soares_Pinto_Junior.pdf: 2331670 bytes, checksum: 52ad524e589731704df1d7ee73bb2992 (MD5) Previous issue date: 2013-06-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This study aimed to evaluate under field conditions in different areas of southern Brazil, the effect associated with mineral fertilizers and different dosages of inoculant formulated from the strains Ab-V5, V6 and Ab-Ab-V7 of Azospirillum brasilense. The experimental design was randomized blocks with four blocks and ten treatments. The treatments were formed by the doses of 0, 60 and ha-1 of nitrogen without seed inoculation dose to 120 kg and 60 kg ha-1 nitrogen + individual inoculation and associated strains of Ab-V5, V6 and Ab-Ab -V7. Biometric evaluations were performed during the stage of eight mature leaves (V8), as well as assessments of components of production and productivity at the end of the crop cycle. Levels of N, P and K leaves in early female flowering were also evaluated as well, the levels of these nutrients in grains. The results indicate that regardless of the area evaluated, the use of inoculant base of A. brasilense associated with the dose of 60 kg ha-1 of nitrogen results in increases in growth, development and yield of corn / O presente trabalho teve por objetivo avaliar em condições de campo em diferentes áreas do Sul do Brasil, o efeito associado de fertilização mineral e diferentes dosagens de inoculante formulado a partir das estirpes Ab-V5, Ab-V6 e Ab-V7 de Azospirillum brasilense. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso, com quatro blocos e dez tratamentos. Os tratamentos foram formados pelas doses de 0, 60 e 120 Kg ha-1 de nitrogênio, sem inoculação das sementes e a dose de 60 Kg ha-1 de nitrogênio + inoculação individual e associada das estirpes Ab-V5, Ab-V6 e Ab-V7. Foram realizadas avaliações biométricas durante o estádio de oito folhas definitivas (V8), bem como, avaliações dos componentes de produção e da produtividade no final do ciclo da cultura. Também foram avaliados os teores de N, P e K das folhas no início da floração feminina, bem como, os teores desses nutrientes presentes nos grãos. Os resultados obtidos indicam que, indiferente da área avaliada, a utilização de inoculante a base de A. brasilense associado à dose de 60 Kg ha-1 de nitrogênio resulta em incrementos no crescimento, desenvolvimento e produtividade do milho

ADP Ribosylation Factor 1 (ARF1) is a universal small GTP binding protein which has an important role in vesicular trafficking between endoplasmic reticulum and Golgi. ARF1 is a basic component of Coat Protein I (COPI) vesicles which have functions in both formation of coatomer complex and recruitment of cargo proteins. In this study, the expression ARF1 was analyzed in pea (P. sativum L. cv. Araka) grown at different developmental stages. Because of the differential hormonal levels at corresponding stages, the effects of hormones on ARF1 expression were also studied. The results of present research show that ARF1 expression in embryos and 2 days grown plants after germination is lower when compared to 6 days grown plants. In order to see the hormonal effect, 3 weeks old plants were supplied with 50&micro / M of each hormone for 3 times on alternate days. Protein extraction, cell fractionation,Western blot was carried out and immunoblot analysis was conducted with AtARF1 polyclonal antibodies. It was shown that, in pea shoots, abscisic acid and gibberellin increases the inactive GDP bound ARF1 by hydrolyzing ARF-GTP through activating ARFGTPase activating protein (ARF-GAP) or partially inhibiting ARF-Guanine Nucleotide Exchange Factor (ARF-GEF). In roots, ARF-GDP (cytosolic fraction), ARF-GTP (microsomal fraction) and total amount of ARF1 (13.000 x g supernatant fraction) were down regulated by ~11, ~19 and ~11 fold respectively with the application of gibberellin / and by ~11, ~7 and ~3 fold respectively with the application of abscisic acid / when compared to control plants. These results indicate the importance of plant hormones in the regulation of ARF1 in pea.

Les plantes se développent et évoluent en interaction avec les organismes du sol. L'impact des vers de terre sur la croissance des plantes, généralement positif, a été attribué à des modifications physiques, chimiques ou biochimiques du sol, souvent sans démonstration rigoureuse. Dans ce travail, les techniques développées en sciences du végétal (culture in vitro, utilisation de mutants et transcriptomique) ont été utilisées afin de comprendre les mécanismes à l'origine de l'effet des vers de terre sur les plantes. Nos résultats apportent de nouvelles connaissances fondamentales: (1) la production de molécules-signal à l'intérieur des déjections de vers de terre a un impact significatif sur la croissance d'Oryza sativa et Lolium perenne. (2) Ces molécules agissent sur la voie de signalisation fortement liée à l'auxine, comme suggéré par l'effet significatif du ver de terre sur la croissance du double mutant d'A. thaliana aux1-7;axr4-2. (3) L'abondance de ces molécules-signal en présence de vers de terre pourrait être liée à la stimulation de certaines populations bactériennes capables de synthétiser de l'auxine. (4) Le ver de terre induit une accumulation de transcrits pour des gènes sous contrôle de l'acide jasmonique et de l'éthylène. Ces hormones sont notamment impliquées dans un mécanisme de résistance systémique induite (ISR), connu pour être induit par certaines rhizobactéries promotrices de la croissance des plantes. Enfin, (5) le piétin échaudage, maladie due à un champignon pathogène, déclenche chez le blé (Triticum aestivum) une réaction d'hypersensibilité et une modification de la signalisation hormonale, qui sont considérées comme des mécanismes de contrôle du métabolisme de la plante qui facilitent l'infection du pathogène. La sévérité de cette maladie est réduite en présence de vers de terre. La synthèse de ces résultats indique que les vers de terre, comme d'autres organismes du sol, modifient l'équilibre hormonal de la plante. L'homéostasie hormonale apparaît comme un élément incontournable pour prédire l'issue des interactions multiples que les plantes entretiennent avec les organismes du sol / Plants develop and evolve in interaction with soil organisms. The impact of earthworms, likely positive, has been attributed to modifications of physical, chemical or biochemical soil properties, without rigorous demonstration. In this work, techniques developed in plant science (in vitro culture, use of mutant plants and trancriptomic analysis) were used to understand the mechanism involved in the effect of earthworms on plants. Our results bring new fundamental knowledge: (1) production of signal-molecules within earthworm dejections has a positive impact on the growth of Oryza sativa and Lolium perenne. (2) These molecules act on auxin signaling, as suggested by the positive impact of the earthworm on the growth of A. thaliana double mutant aux1-7;axr4-2. (3) The abundance of these signal-molecules in presence of the earthworms could be related to the stimulation of bacterial communities able to produce auxin. (4) Earthworms induce an accumulation of gene transcripts known to be under control of jasmonic acid and ethylene. These two hormones are most notably involved in the defense mechanism called induced systemic resistance (ISR), known to be induced by plant growth promoting rhizobacteria. Finally, (5) Take-all disease, due to a pathogenic fungus, induced in wheat (Triticum aestivum) a hypersensitive response and a modification on hormone signaling, which are known as manipulations of plant metabolism in a way that facilitates pathogen infection. The severity of take-all disease was alleviated in the presence of earthworms. Synthesis of these results showed that earthworms, like other soil organisms, modify the hormone balance in the plant. Hormone homeostasis appeared to be an important element to predict the issue of the multiple interactions that plants established with soil organisms