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Seed dispersal in New Zealand relies on a different guild from the one present before the arrival of humans into the islands. Post-dispersal biotic and abiotic filters have also changed due to the introduction of seed predators and herbivores. The aim of this thesis was to evaluate the actual contribution of seed dispersers to the patterns of seed fall and to understand the effects of biotic (seed density, predators, distance from conspecifics) and abiotic (pH, canopy openess, etc) factors on seed and seedling survival. I expected that tree species with different fruit sizes would be selected by different assemblages of dispersers, therefore being deposited and recruiting differentially on the forest floor. I analyzed the changes in small-scale seed diversity with the use of seed traps during two seasons in two 0.36 ha plots in a mixed broadleaf-podocarp temperate forest. The diversity of seeds was lower for in-fruit seeds (1.40 species per grid-cell) than for bird-dispersed seeds (2.62). The dominant species D. cupressinum was dispersed towards con- and heterospecific canopies (wind-dispersed trees Weinmannia racemosa and Metrosideros umbellata), giving a probable mechanism for the observed increase in finescale seed diversity. Then, using a 12-year dataset on seed fall I analyzed the changes in ground-level seed heterogeneity generated by bird-dispersed seed rain (propagule-scale) relative to the canopy composition (adult-scale) on six tree species. A Non Metric Multidimensional Scaling analysis demonstrated that the differences in species composition between sampling points (seed traps) were larger for tree canopies than for dispersed seeds. Different tree species acted as seed importers and/or exporters, although these patterns were not explained by fruit size or the richness of the disperser assemblages. I also investigated the effects of seed and seedling density on seed predation, seedling emergence and seedling survival to 12 months of five tree species. Seed predation increased with seed size, and it was higher at high density only for the largest-seeded species Beilschmiedia tawa and Prumnopitys ferruginea. Access of seed and seedling predators to the propagules was the main factor affecting seedling emergence and seedling survival. Abiotic variables were important for germination and seedling survival of the two small-seeded species, but only biotic predictors (mammalian exclosure and density) were important for medium and large-seeded species. Finally, using a split-plot experimental design I measured the effects of (a) the presence of conspecific canopy, (b) high conspecific seed densities and (c) introduced (or invasive) mammal access on seedling emergence and seedling survival (Janzen-Connell effects). Distance effects were stronger than density effects, and mediated by native and exotic predators. Final survival under conspecifics was strongly reduced in both species, with zero survival of B. tawa under conspecifics, and near zero (2/896) under D. dacrydioides. Seed dispersal service in New Zealand is still enough to produce changes in the spatial pattern of seed deposition in the forest. Post-dispersal processes such as seed predation and herbivore are having strong impacts on the survival and potential recruitment of plant species. Large-seeded trees are the most affected in terms of the impact of introduced mammals on seed predation, but seedling survival is affected independent of seed size. However, it is unknown how different these ecological processes are from the original situation without pests in New Zealand. The results of my research can contribute with valuable information for future research trying to understand the consequences of seed dispersal for recruitment, as well as inform complex models that try to predict the long-term impacts of the exotic mammals introduced in New Zealand.

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Magister Scientiae - MSc / Doubled Haploid (DH) Technology is an important tool for plant breeding and biotechnological applications as it accelerates the breeding cycle of plants by shortening the time required to attain homozygosity. Anther culture has become one of the most frequent and well-established methods for the induction of haploid embryogenesis and regeneration in barley. Anther culture is easily reproduced and workable for a wide range of genotypes. The aim of this study was to determine the optimal pre-treatment for barley anther culture. Three pre-treatments, 0.3 M Mannitol, 0.7 M Mannitol and a cold treatment with a moist cloth (CMC), were studied. The results suggest that CMC is the optimal pre-treatment to use for green plant regeneration. Anthers treated with CMC showed a higher response percentage than that of 0.7 M Mannitol and 0.3 M Mannitol. CMC also induced a significantly higher callus formation and green plant regeneration frequencies than 0.7 M Mannitol and 0.3 M Mannitol. Further research has to be conducted to further optimize green plant yields per treatment as well as reduce the number of albinos regenerated through barley anther culture.

O melhoramento do alho (Allium sativum L.) está limitado à seleção clonal de genótipos mutantes, uma vez que a quase totalidade do germoplasma da espécie é sexualmente estéril, não florescendo nas condições padrões de cultivo. A esterilidade do alho tem implicações não somente no melhoramento da espécie, mas também influi diretamente nos custos de produção. A necessidade de propagação vegetativa utilizando-se bulbilhos (\"dentes\") como material propagativo facilita a transmissão de doenças por vírus e pragas. A manipulação genética do alho com genes associados ao florescimento via Agrobacterium tumefaciens poderia permitir o desenvolvimento de um sistema mais eficaz para propagação da cultura e habilitar novas combinações genéticas. Portanto, o objetivo desse trabalho foi estabelecer protocolos de regeneração para cultivares comerciais brasileiras de alho, bem como de transformação genética mediada por A. tumefaciens de calos oriundos de segmentos radiculares. Foram utilizadas oito cultivares de alho, divididas em três grupos: semi-nobres de ciclo médio (\'Amarante-Embrapa\'; \'Roxinho 5063\'; \'IAC 75 - Gigante de Curitibanos\'; \'IAC 63 - Mexicano Br\'; e \'Lavínia 1632\'); comum, de ciclo médio (\'Cateto Roxo\') e de ciclo precoce (\'Cajuru 2315\'); e nobre vernalizado (\'Jonas\'). Para cada cultivar, foram isolados segmentos radiculares de bulbilhos cultivados in vitro. Esses explantes foram mantidos em cultura durante 60 dias em meio MS, adicionado de 4,5 \'mü\'M 2,4-D e 0,5 \'mü\'M iP para obtenção de calos. Os calos obtidos foram transferidos para meio MS suplementado com 8,8 \'mü\'M BAP e 0,1 \'mü\'M ANA, e avaliados quanto à freqüência de regeneração. Inicialmente, foram analisados diversos fatores durante a introdução dos bulbilhos e na obtenção de calo para cada cultivar. Esses resultados permitiram realizar testes para avaliar o potencial de regeneração dos calos obtidos, e a cultivar \'Jonas\' apresentou a melhor taxa de regeneração via organogênese indireta (84%), seguida da cultivar \'Amarante\' (52%), \'IAC 63\' e \'Cajuru\' (47%) e a cultivar que apresentou a menor taxa foi a \'Lavínia\' (30%). Foi analisada a dose letal de higromicina ou canamicina, testando concentrações crescentes visando identificar os níveis ótimos de uso como agentes seletivos para a transformação. As doses acima de 50 mg/L de higromicina ou 200 mg/L de canamicina foram letais ao cultivo de calos de todas cultivares. A cultivar \'Jonas\' foi utilizada para o estabelecimento do procedimento de transformação via A. tumefaciens LBA4404(pCAMBIA1303), empregando como repórter o gene uidA (\'beta\'-glucuronídase) para determinação da eficiência da transformação. Foi demonstrado que a cultivar foi a \'Jonas\' apresentou o melhor potencial de calogênese e de regeneração, sendo o meio de cultura proposto por Kondo, Hasegawa e Suzuki (2000) o melhor para regeneração das cultivares brasileiras. Além disso, as cultivares brasileiras de alho parecem ser passíveis de transformação via A. tumefaciens / Garlic (Allium sativum L.) breeding has been limited to clonal selection of mutant genotypes, since almost all the species germplasm is sterile, not flowering under standard culture conditions. Garlic sterility affects not only breeding but also directly influences production costs. Further, the requirement of vegetative propagation using small bulbs as propagules increases the risk of pest and viral disease transmission. Genetic manipulation of garlic introducing genes associated with flowering by Agrobacterium tumefaciens would allow the development of an efficient system for propagation and enable new genetic recombination. Thus, the objective of this work was to establish an in vitro regeneration protocol for commercial Brazilian cultivars of garlic, as well as genetic transformation by A. tumefaciens using calli derived from root segments. Eight garlic cultivars were used, derived from three groups: medium cycle semi-noble (\'Amarante-Embrapa\'; \'Roxinho 5063\'; \'IAC 75 - Gigante de Curitibanos\'; \'IAC 63 - Mexicano Br\'; and \'Lavínia 1632\'); common garlic with medium (\'Cateto Roxo\'), or early cycle (\'Cajuru 2315\'); and from vernalized noble (\'Jonas\'). From each cultivar, root segments from small bulbs cultivated in vitro were isolated. These explantes were maintained in MS media supplemented with 4,5 \'mü\'M 2,4-D e 0,5 \'mü\'M iP for 60 days to develop callus. The calli were then transferred to fresh MS media containing 8,8 \'mü\'M BAP e 0,1 \'mü\'M ANA, and evaluated for regeneration frequency. Initially, diverse factors were analyzed for each cultivar during the introduction of the small bulbs and during calli development. These results enabled to conduct test of callus regeneration potential, with \'Jonas\' showing the best regeneration rate via indirect organogenesis (84%), followed by cultivar \'Amarante\' (52%), \'IAC 63\' and \'Cajuru\' (47%). The cultivar with less regeneration was \'Lavínia\' (30%). The lethal dosis of hygromycin or kanamycin were estimated, testing increasing concentrations to establish optimum levels to be adopted as selective agents for transformation. Doses above 50 mg/L hygromycin or 200 mg/L kanamycin were lethal to callus of all cultivars. Cultivar \'Jonas\' was chosen for the establishment of the genetic transformation protocol via A. tumefaciens LBA4404 (pCAMBIA1303), using uidA as a reporter gene (\'beta\'-glucuronídase) to determine the transformation efficiency. \'Jonas\' was the best cultivar in terms of callus and regeneration potential using the regeneration media proposed by Kondo, Hasegawa and Suzuki (2000). Moreover, the Brazilians garlic cultivars appeared to be amenable to transformation via A. tumefaciens

O melhoramento do alho (Allium sativum L.) está limitado à seleção clonal de genótipos mutantes, uma vez que a quase totalidade do germoplasma da espécie é sexualmente estéril, não florescendo nas condições padrões de cultivo. A esterilidade do alho tem implicações não somente no melhoramento da espécie, mas também influi diretamente nos custos de produção. A necessidade de propagação vegetativa utilizando-se bulbilhos (\"dentes\") como material propagativo facilita a transmissão de doenças por vírus e pragas. A manipulação genética do alho com genes associados ao florescimento via Agrobacterium tumefaciens poderia permitir o desenvolvimento de um sistema mais eficaz para propagação da cultura e habilitar novas combinações genéticas. Portanto, o objetivo desse trabalho foi estabelecer protocolos de regeneração para cultivares comerciais brasileiras de alho, bem como de transformação genética mediada por A. tumefaciens de calos oriundos de segmentos radiculares. Foram utilizadas oito cultivares de alho, divididas em três grupos: semi-nobres de ciclo médio (\'Amarante-Embrapa\'; \'Roxinho 5063\'; \'IAC 75 - Gigante de Curitibanos\'; \'IAC 63 - Mexicano Br\'; e \'Lavínia 1632\'); comum, de ciclo médio (\'Cateto Roxo\') e de ciclo precoce (\'Cajuru 2315\'); e nobre vernalizado (\'Jonas\'). Para cada cultivar, foram isolados segmentos radiculares de bulbilhos cultivados in vitro. Esses explantes foram mantidos em cultura durante 60 dias em meio MS, adicionado de 4,5 \'mü\'M 2,4-D e 0,5 \'mü\'M iP para obtenção de calos. Os calos obtidos foram transferidos para meio MS suplementado com 8,8 \'mü\'M BAP e 0,1 \'mü\'M ANA, e avaliados quanto à freqüência de regeneração. Inicialmente, foram analisados diversos fatores durante a introdução dos bulbilhos e na obtenção de calo para cada cultivar. Esses resultados permitiram realizar testes para avaliar o potencial de regeneração dos calos obtidos, e a cultivar \'Jonas\' apresentou a melhor taxa de regeneração via organogênese indireta (84%), seguida da cultivar \'Amarante\' (52%), \'IAC 63\' e \'Cajuru\' (47%) e a cultivar que apresentou a menor taxa foi a \'Lavínia\' (30%). Foi analisada a dose letal de higromicina ou canamicina, testando concentrações crescentes visando identificar os níveis ótimos de uso como agentes seletivos para a transformação. As doses acima de 50 mg/L de higromicina ou 200 mg/L de canamicina foram letais ao cultivo de calos de todas cultivares. A cultivar \'Jonas\' foi utilizada para o estabelecimento do procedimento de transformação via A. tumefaciens LBA4404(pCAMBIA1303), empregando como repórter o gene uidA (\'beta\'-glucuronídase) para determinação da eficiência da transformação. Foi demonstrado que a cultivar foi a \'Jonas\' apresentou o melhor potencial de calogênese e de regeneração, sendo o meio de cultura proposto por Kondo, Hasegawa e Suzuki (2000) o melhor para regeneração das cultivares brasileiras. Além disso, as cultivares brasileiras de alho parecem ser passíveis de transformação via A. tumefaciens / Garlic (Allium sativum L.) breeding has been limited to clonal selection of mutant genotypes, since almost all the species germplasm is sterile, not flowering under standard culture conditions. Garlic sterility affects not only breeding but also directly influences production costs. Further, the requirement of vegetative propagation using small bulbs as propagules increases the risk of pest and viral disease transmission. Genetic manipulation of garlic introducing genes associated with flowering by Agrobacterium tumefaciens would allow the development of an efficient system for propagation and enable new genetic recombination. Thus, the objective of this work was to establish an in vitro regeneration protocol for commercial Brazilian cultivars of garlic, as well as genetic transformation by A. tumefaciens using calli derived from root segments. Eight garlic cultivars were used, derived from three groups: medium cycle semi-noble (\'Amarante-Embrapa\'; \'Roxinho 5063\'; \'IAC 75 - Gigante de Curitibanos\'; \'IAC 63 - Mexicano Br\'; and \'Lavínia 1632\'); common garlic with medium (\'Cateto Roxo\'), or early cycle (\'Cajuru 2315\'); and from vernalized noble (\'Jonas\'). From each cultivar, root segments from small bulbs cultivated in vitro were isolated. These explantes were maintained in MS media supplemented with 4,5 \'mü\'M 2,4-D e 0,5 \'mü\'M iP for 60 days to develop callus. The calli were then transferred to fresh MS media containing 8,8 \'mü\'M BAP e 0,1 \'mü\'M ANA, and evaluated for regeneration frequency. Initially, diverse factors were analyzed for each cultivar during the introduction of the small bulbs and during calli development. These results enabled to conduct test of callus regeneration potential, with \'Jonas\' showing the best regeneration rate via indirect organogenesis (84%), followed by cultivar \'Amarante\' (52%), \'IAC 63\' and \'Cajuru\' (47%). The cultivar with less regeneration was \'Lavínia\' (30%). The lethal dosis of hygromycin or kanamycin were estimated, testing increasing concentrations to establish optimum levels to be adopted as selective agents for transformation. Doses above 50 mg/L hygromycin or 200 mg/L kanamycin were lethal to callus of all cultivars. Cultivar \'Jonas\' was chosen for the establishment of the genetic transformation protocol via A. tumefaciens LBA4404 (pCAMBIA1303), using uidA as a reporter gene (\'beta\'-glucuronídase) to determine the transformation efficiency. \'Jonas\' was the best cultivar in terms of callus and regeneration potential using the regeneration media proposed by Kondo, Hasegawa and Suzuki (2000). Moreover, the Brazilians garlic cultivars appeared to be amenable to transformation via A. tumefaciens

A transformação genética pode contribuir substancialmente para o melhoramento genético do feijão, permitindo a introdução de genes que contribuam para o aumento da produtividade e estabilidade da produção. A metodologia de transformação genética de feijão (Phaseolus vulgaris), ora disponível (biobalística em embriões) apresenta baixa eficiência, o que dificulta o seu uso em pesquisas envolvendo a transferência de genes e não permite seu uso de forma ampla em programas de melhoramento genético da cultura. Um método efetivo e reprodutível de regeneração de plantas, a partir de células ou tecidos, é essencial em estudos de genética e melhoramento envolvendo a transferência de genes pela engenharia genética. Os métodos de transformação somente terão sucesso se tivermos previamente estabelecido um protocolo eficiente de regeneração de plantas a partir de tecidos potencialmente transformáveis. O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de um protocolo de transformação genética de feijão via Agrobacterium. O primeiro passo no desenvolvimento deste protocolo foi o estabelecimento de um sistema eficiente de regeneração de plantas a partir de calos. O passo seguinte foi o estabelecimento de metodologia da transformação de calos via Agrobacterium. / The genetic transformation can contribute substantially with the bean (Phaseolus vulgaris L.) breeding, allowing the introduction of genes to improve productivity and its stability. The transformation methodology of bean, now available (biolistic in embryos), is not efficient, which prevents its use in bean breeding programs. A reproducible and effective method of plant regeneration, from cells or tissues is essential in genetics studies and plant breeding, involving the genetic engineering. The transformation methods will only work if we can previously establish an efficient plant regeneration protocol from tissues with potential for transformation. The aim of this work was to develop an efficient transformation protocol of bean via Agrobacterium. The first step was to establish an efficient system of plant regeneration from callus, followed by the establishment of a transformation methodology via Agrobacterium.

A transformação genética pode contribuir substancialmente para o melhoramento genético do feijão, permitindo a introdução de genes que contribuam para o aumento da produtividade e estabilidade da produção. A metodologia de transformação genética de feijão (Phaseolus vulgaris), ora disponível (biobalística em embriões) apresenta baixa eficiência, o que dificulta o seu uso em pesquisas envolvendo a transferência de genes e não permite seu uso de forma ampla em programas de melhoramento genético da cultura. Um método efetivo e reprodutível de regeneração de plantas, a partir de células ou tecidos, é essencial em estudos de genética e melhoramento envolvendo a transferência de genes pela engenharia genética. Os métodos de transformação somente terão sucesso se tivermos previamente estabelecido um protocolo eficiente de regeneração de plantas a partir de tecidos potencialmente transformáveis. O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de um protocolo de transformação genética de feijão via Agrobacterium. O primeiro passo no desenvolvimento deste protocolo foi o estabelecimento de um sistema eficiente de regeneração de plantas a partir de calos. O passo seguinte foi o estabelecimento de metodologia da transformação de calos via Agrobacterium. / The genetic transformation can contribute substantially with the bean (Phaseolus vulgaris L.) breeding, allowing the introduction of genes to improve productivity and its stability. The transformation methodology of bean, now available (biolistic in embryos), is not efficient, which prevents its use in bean breeding programs. A reproducible and effective method of plant regeneration, from cells or tissues is essential in genetics studies and plant breeding, involving the genetic engineering. The transformation methods will only work if we can previously establish an efficient plant regeneration protocol from tissues with potential for transformation. The aim of this work was to develop an efficient transformation protocol of bean via Agrobacterium. The first step was to establish an efficient system of plant regeneration from callus, followed by the establishment of a transformation methodology via Agrobacterium.