Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-graduação em Recursos Genéticos Vegetais / Made available in DSpace on 2012-10-22T08:52:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O. catharinensis Mez. é uma árvore nativa, monóica, com flores hermafroditas, dispersão zoocórica e ameaçada de extinção, que ocorre na Floresta Ombrófila Densa nos Estados da região Sul e Sudeste do Brasil. Estudos demográficos e o entendimento da distribuição da variabilidade genética entre e dentro de populações permitem melhor orientação das práticas de restauração, conservação e manejo de uma espécie. Este trabalho teve por objetivo contribuir para a definição de estratégias de conservação em populações naturais de O. catharinensis a partir da avaliação da estrutura demográfica, estrutura genética e estrutura genética interna. Para isto, foram amostrados indivíduos reprodutivos (DAP 5cm) em quatro populações naturais de O. catharinensis no Estado de Santa Catarina: Parque Estadual da Serra do Tabuleiro (PEST), Santo Amaro da Imperatriz, SC (27o44'43"S, 48o49'13"W), Parque Botânico do Morro Baú (PMB), Ilhota, SC (26o47'56"S, 48o55'49"W), Área Particular da MOBASA (CP), Corupá, SC (26º25'06"S, 49º22'02"W) e Área Particular do Produtor Antônio Alberton (GP), Grão Pará, SC (28º14'17"S, 49º17'40"W). O estudo da estrutura demográfica foi realizado a partir do georeferenciamento destes indivíduos nas populações. Obteve-se para a O. catharinensis uma densidade média para o Estado de Santa Catarina de 7 indivíduos por hectare, densidade inferior a registrada para a espécie em estudos realizados na década de 1950. Foi encontrada para a O. catharinensis uma distribuição espacial agregada e similar nas quatro populações estudadas. Sugere-se que esta distribuição agregada nos indivíduos adultos seja conseqüência da possível dispersão e deposição de sementes de maneira agrupada realizados pela fauna, especialmente por primatas (Cebus apella e Alouatta spp). A estrutura genética das quatro populações de O. catharinensis foi investigada utilizando-se 18 locos alozímicos. As estimativas do número médio de alelos por loco (2.2), percentagem de locos polimórficos (83.3%) e a diversidade genética (0.4265), foram similares às obtidas para outras espécies de Lauraceae. A endogamia detectada nas populações ( = -0.0114) e a endogamia total ( = 0.1330) sugerem estrutura nas populações; foi encontrada uma alta divergência entre as populações ( = 0.1428). Sugere-se que a divergência populacional está relacionada à migração e dispersão de sementes realizadas pelos dispersores da O. catharinensis, e associado com a paisagem e as distâncias entre as populações. O resultado obtido da estimativa do tamanho mínimo viável de cada população revelou a possibilidade de sobrevivência de 10 gerações de O. catharinensis, nos locais amostrados. Contudo, a área atual dos fragmentos amostrados mostrou-se insuficiente quando comparada a área mínima viável para conservação destas populações (64ha) por mais de 10 gerações. A análise de autocorrelação espacial evidenciou a presença de uma estrutura interna nas primeiras classes (até 100m), sugerindo a presença de uma estrutura familiar. Os resultados do presente estudo sugerem que a dispersão das sementes da espécie, que ocorre de forma zoocórica, também seja o principal fator responsável pela estruturação dentro das populações. Os presentes resultados sugerem que as estratégias para a conservação in situ da O. catharinensis devem ser intensificadas em diferentes populações localizadas em floresta climáxica entre cotas de 300 a 900m de altitude e que a conectividade dos fragmentos de floresta climáxica tem que ser restabelecida para a manutenção do fluxo gênico e para contrapor um futuro aumento da divergência entre as populações.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:56:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326995.pdf: 1891845 bytes, checksum: 01f58062253976899df2c994526165dd (MD5) Previous issue date: 2014 / O elevado uso de fertilizantes na agricultura vem ocasionando diversos problemas ambientais, tais como eutrofização de rios e mananciais, volatilização e escoamento superficial. Com o objetivo de diminuir a utilização de fertilizantes na agricultura, principalmente os nitrogenados, tem-se utilizado as bactérias promotoras de crescimento vegetal (BPCV), as quais quando em associação com as plantas, promovem o crescimento através da produção e secreção de fitormônios, proteção do hospedeiro contra fitopatógenos e realizam a fixação biológica de nitrogênio. São encontradas atualmente diversas espécies de BPCV capazes de estabelecer associação com plantas, dentre estas destaca-se Herbaspirillum seropedicae como um importante microrganismo endofítico capaz de estabelecer associação com diversas culturas de importância econômica, tais como milho, arroz, sorgo, trigo e cana de açúcar. A bactéria H. seropedicae cepa SmR1 é um mutante espontaneamente resistente ao antibiótico estreptomicina e teve seu genoma sequenciado e publicado em 2011. Com o avanço na utilização destas bactérias como promotoras de crescimento, métodos para detectar e quantificar a presença destes organismos endofíticos são necessários. Neste sentido, este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de iniciadores específicos para identificação e quantificação da BPCV H. seropedicae cepa SmR1 em plantas de milho inoculadas, através da técnica de PCR em Tempo Real. Foram desenhados dois iniciadores, HERBAS1 e HERBAS2, que foram testados quanto a sua especificidade contra 12 espécies diferentes de bactérias. Após, foram realizadas dez curvas padrões utilizando o iniciador HERBAS1 e diluições seriadas de DNA genômico de H. seropedicae SmR1. Foi obtida eficiência de 91% e coeficiente de correlação de 0,99. O limite de detecção observado foi de 101 cópias (correspondendo a 60,3 fg de DNA bacteriano) de H. seropedicae SmR1. O iniciador HERBAS1 foi utilizado para detecção e quantificação de H. seropedicae SmR1 em raízes de plântulas de milho inoculadas, as quais foram cultivadas in vitro e em potes, e coletadas 1, 4, 7 e 10 dias após a inoculação (DAI). Foi observado para as amostras in vitro um incremento no número de cópias nas amostras analisadas, variando de 107 cópias (um DAI) até 109 (dez DAI). Para o experimento em potes foi observado aproximadamente 106 cópias de H. seropedicae SmR1 nas amostras analisadas. Deste modo, o iniciador HERBAS1 mostrou-se específico para detectar e quantificar H. seropedicae SmR1, e este iniciador poderá ser utilizado para monitorar a interação entre planta-bactéria.<br> / Abstract : The elevated use of fertilizers in agriculture is leading to several environmental problems, such as eutrophication of rivers and lakes, volatilization and run off. Aiming to reduce the amount of fertilizers used in agriculture, mainly the nitrogenous, the plant growth promoting bacteria (PGPB) has been employed, which when associated with crops, promote growth through the production and secretion of phytohormones, protect the host against phytopathogens and perform nitrogen biological fixation. Several PGPB species are found today, which are capable to establish an association with plants, however, Herbaspirillum seropedicae is the one that stands out as an important endophytic microorganism able to create an association with sereval economic importance crops, such as maize, rice, sorghum, wheat and sugar cane. The H. seropedicae bacteria strain SmR1 is a mutant spontaneously resistant to streptomycin antibiotic and had its genome sequenced and published in 2011. With the progress in the utilization of those bacteria as growth promoters, methods to detect and quantify the presence of these endophytic organisms are needed. In this sense, this study aimed the development of specific primers to identification and quantification of the PGPB H. seropedicae strain SmR1 in maize plants inoculated, through the Real Time PCR. Two primer pairs were designed, HERBAS1 and HERBAS2. They were tested regarding its specificity against 12 different species of bacteria. Afterwards, ten standard curves were performed using the HERBAS1 primer pair and serial dilutions of H. seropedicae SmR1 genomic DNA. Efficiency of 91% and correlation coefficient of 0.99 were obtained. The detection limit of 101 copies was observed (corresponding to 60.3 fg of bacterial DNA) of H. seropedicae SmR1. The HERBAS1 primer was used for detection and quantification of H. seropedicae SmR1 in inoculated maize roots, which were cultivated in vitro and in pots, and collected after 1, 4, 7 and 10 days after inoculation (DAI). Was observed for in vitro samples an increase in the copy number in the analyzed samples, ranging from 107 copies (one DAI) until 109 copies (ten DAI). In the pots experiment, was observed approximately 106 copies of H. seropedicae SmR1 in the analyzed samples. Therefore, the primer pair HERBAS1 proved to be sensitive enough to detect and quantify H. seropedicae SmR1, thus this primer pair could be used to monitor the plant-bacteria interaction.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T18:10:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326781.pdf: 1818742 bytes, checksum: c9fcf683a62e94042b732ee609e236e5 (MD5) Previous issue date: 2014 / As rizobactérias promotoras de crescimento vegetal (RPCV) são um grupo de micro-organismos benéficos às plantas devido à sua capacidade de estimular o crescimento vegetal através de vários processos. Uma das mais importantes e estudadas RPCV é a Azospirillum brasilense, uma diazotrófica associada com importantes culturas tais como milho e trigo, a qual possui ampla distribuição geográfica e tem sido usada como organismo modelo para investigar a promoção do crescimento vegetal associativo. Vários mecanismos estão envolvidos na promoção do crescimento vegetal por A. brasilense, entre eles: capacidade de fixação biológica de nitrogênio e à produção de fitormônios, os quais levam à formação de raízes laterais e, consequentemente, à melhor adsorção de água e minerais e, à maior tolerância a estresses, promovendo efeitos positivos sobre os mecanismos de defesa. Neste trabalho foram avaliados parâmetros de crescimento de duas variedades de milho Dekalb 240 (DKB240) e Pioneer 30F53 (P30F53), crescimento bacteriano nas raízes e perfil de proteínas em uma variedade (P30F53) quando as plântulas foram crescidas in vitro. Realizou-se a detecção e quantificação por PCR em tempo real de A. brasilense em plântulas de duas variedades de milho. Os iniciadores foram desenhados e sua especificidade foi verificada usando DNA de 12 diferentes espécies de bactérias. Os resultados dos experimentos de qPCR apresentaram valores dentro da variação aceitável para qPCR, eficiência média de 95% e coeficiente de correlação de 0,98, indicando que o gene nifA é adequado para a análise quantitativa do genoma alvo bacteriano. O número de cópias de DNA bacteriano por grama de massa fresca de raiz aumentou de 3,3 x 106 (1 DAI) para 5,3 x 109 (10 DAI) quando raízes inoculadas de milho da variedade DKB240 foram analisadas e, da mesma maneira, variando de 6 x 106 (1 DAI) para 6,8 x 109 (10 DAI) na variedade P30F53 quando cultivadas in vitro. Os iniciadores desenvolvidos visando nifA serão úteis para monitorar Azospirillum brasilense FP2 em culturas no sistema solo-planta. Comparando-se plântulas da variedade P30F53, controle e inoculadas com A. brasilense FP2, foram encontradas diferenças significativas 7 dias após a inoculação (DAI) em 7 dos 8 parâmetros avaliados (massa fresca e tamanho da folha, massa fresca e tamanho da raiz principal, número de raízes laterais, massa fresca e número de raízes adventícias e massa fresca total das raízes). A observação de raízes através da microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou que A. brasilense FP2 se liga à superfície radicular, tanto na região do ápice quanto do terço médio, e podem ser encontradas como células simples ou agregadas. A análise do perfil de proteínas, obtido através da técnica de eletroforese bidimensional (2DE), revelou 46 spots diferencialmente acumulados em raízes de milho da variedade Pioneer 30F53 inoculadas com A. brasilense FP2. Os spots foram analisados por espectrometria de massa e três proteínas apresentaram homologia com proteínas hipotéticas de milho e arroz.<br> / Abstract : The plant growth promoting bacteria (PGPB) are a group of microbes beneficial to plants due to its ability to stimulate plant growth by various processes. One of the most important and studied PGPB Azospirillum brasilense is a diazotrophic associated with major crops such as corn and wheat, which widely spread and has been used as a model organism to investigate the associative plant growth promotion. Several mechanisms are involved in the promotion of plant growth by A. brasilense, including: the ability of biological nitrogen fixation and production of phytohormones, which leads to the formation of lateral roots and thus the better absorption of water and minerals, greater tolerance to stress, have positive effects on the mechanisms of defense. In this work, the growth parameters of two varieties of corn Dekalb 240 (DKB240) and Pioneer 30F53 (P30F53), bacterial growth in roots and protein profile in a variety (P30F53) when seedlings were grown in vitro were evaluated. We carried out the detection and quantification by real time PCR A. brasilense seedlings in the two varieties of corn. Primers were designed and their specificity was verified using DNA from 12 different bacterial species. qPCR efficiency and correlation coefficient presented values within the acceptable range for qPCR, average efficiency of 95% and a correlation coefficient of 0.98, indicating that the nifA gene is suitable for the quantitative analysis of target bacterial genome. Bacterial DNA copy number per gram of fresh root increased from 3.3 x 106 (one DAI) to 5.3 x 109 (ten DAI) when inoculated maize roots of DKB 240 variety were analyzed and, in the same way, it ranged from 6 x 106 (one DAI) to 6.8 x 109 (ten DAI) in P30F53 variety when cultured in vitro. The primers developed targeting nifA gene will be useful for monitoring Azospirillum brasilense growth in crops. Comparing control seedlings (variety Pioneer 30F53) inoculated with A. brasilense FP2, significant differences were observed 7 days after inoculation (DAI) in 7 out to 8 evaluated parameters (fresh weight and leaf size, fresh weight and size of the main root, lateral root number, fresh weight and number of adventitious roots and total fresh weight of roots). The observation of roots by scanning electron microscopy (SEM) showed that A. brasilense FP2 binds to the root surface, both in the region of the apex and the middle third, and may be found as single cells or aggregated. Analysis of the protein profile obtained using the technique of two-dimensional electrophoresis (2DE) revealed 46 proteins differentially accumulated in roots of maize (variety Pioneer 30F53) inoculated with A. brasilense FP2. The spots were analyzed by mass spectrometry and three proteins presented homology with hypothetic proteins from corn and rice.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:22:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 324026.pdf: 4385011 bytes, checksum: 63d289db13a3d1c06cf620d32f266109 (MD5) / Os recursos genéticos de um país, com rica diversidade biológica como o Brasil, possuem expressivo potencial de uso para a alimentação humana e animal, obtenção de fibras, pigmentos, condimentos, energia, princípios ativos para produção de medicamentos, além de representarem um reservatório de adaptabilidade genética frente às mudanças ambientais. As Mirtáceas nativas destacam-se como fonte potencial para diversos usos, por isso, existe a necessidade de melhor estudar esses recursos. Neste sentido, o presente trabalho buscou elucidar aspectos ligados à biologia reprodutiva da Guabirobeira (Campomanesia xanthocarpa O. Berg.) associados ao desenvolvimento estrutural dos botões florais, elucidar os aspectos estruturais da fecundação cruzada e de um possível mecanismo de autoincompatibilidade atuante, bem como estudar o desenvolvimento de frutos, sementes e embriões. Os resultados mostraram que a etapa de florescimento dura, em média, 18 dias podendo-se dividir os estádios de desenvolvimento dos botões florais em B, C, D1, D2, E (estádio balão) e F (antese). O desenvolvimento dos andrófitos mostrou que os mesmos são capazes de emitir o tubo polínico a partir do estádio D1. Em relação ao desenvolvimento dos rudimentos seminais, a partir do estádio D1 ocorreu a intensificação da formação das estruturas de proteção e a formação do saco embrionário, embora este se complete somente no estádio E. A espécie investe em estruturas de proteção nas sépalas (cutícula, glândulas de óleo e tricomas) e em mecanismos ligados à rota transpiratória estomática e à fotossíntese (abundância de complexos estomáticos e cloroplastos). As pétalas servem de mecanismo de proteção ao androceu e ao gineceu até a antese, devido à presença de glândulas de óleo e ao formato convexo das células. O androceu polistêmone provavelmente assume papel de atração aos polinizadores pela abundância de pólen e material proteico que produz, além de desenvolver as anteras que garantem a produção de gametas funcionais e facilitam a sua dispersão no momento da antese, favorecendo a polinização cruzada. O gineceu estrutura-se de forma a facilitar a adesão e a germinação dos grãos de pólen compatíveis, o crescimento dirigido dos tubos polínicos, a cópula e a descarga dos gametas nos rudimentos seminais, com a consequente singamia, promovendo, assim a fecundação. As glândulas de óleo e os tricomas secretores são estratégias extras adotadas pela espécie, no sentido de preservar as partes florais dos estresses ambientais, bióticos e abióticos, a fim de garantir a perpetuação e a ocupação de novos espaços em seu hábitat natural. O pólen coletado na fase balão de desenvolvimento dos botões florais pode ser utilizado em polinizações controladas e esta espécie apresenta alta eficiência reprodutiva, pois os tubos polínicos germinam duas horas após a polinização cruzada, crescendo rapidamente e de forma organizada, do estigma ao ovário, com a penetração nos rudimentos seminais três dias depois. Devido ao comportamento dos tubos polínicos depois da polinização geitonogâmica pode-se concluir que existe barreira à autofecundação, sendo a Incompatibilidade Homomórfica Gametofítica o mecanismo que melhor explica este comportamento. Os frutos levam, cerca de, 42 dias para se desenvolverem num padrão sigmoidal que pode ser dividido em 5 estádios. Devido às estruturas ovarianas formadoras do fruto já estarem presentes na pré-antese, esta fase de desenvolvimento da flor foi incluída como estádio I. O estádio II é o mais longo (30 dias) e abrange eventos como a fecundação e a embriogênese (proembriões, embriões globulares, embriões nos estádios cordiforme e de torpedo, até sua forma mirtóide definitiva). O estádio III marca o início do amadurecimento perceptível dos frutos através da mudança de coloração e aumento em diâmetro. O estádio IV é um período de 2 dias com amadurecimento pleno dos frutos e aprimoramento de padrões sensoriais. O estádio V é o início da rápida senescência dos frutos da espécie. Os frutos apresentam estruturas de proteção desde a epiderme (tricomas e glândulas de óleo) até as regiões mais internas. Para garantir a dispersão das sementes, a espécie investiu na região mediana do pericarpo, formada por tecido parenquimático rico em substâncias nutritivas que garantem a recompensa para os dispersores. As sementes estão estruturadas de modo a proteger o embrião (cobertura com mucilagem e substâncias oriundas das glândulas de óleo, reserva alimentar no eixo hipocótilo-radicular e na hipóstase), mas a característica recalcitrante e o curto período de viabilidade dificultam sua utilização.<br> / Abstract: Genetic resources of a rich biodiversity country such as Brazil, have high use potential for human and animal consumption, obtaining fibers, pigments, spices, active principles for drug production, and represent a pool of genetic adaptability in relation to environmental changes. Native Mirtaceae species stand out as a potential source for several uses. Taking this into account the present work seeks to elucidate aspects of the reproductive biology of Guabirobeira (Campomanesia xanthocarpa O. Berg) associated to the structural development of the flower buds, as well as to elucidate the structural aspects of cross-fertilization and a possible mechanism of self-incompatibility active and to follow the development of fruits, seeds and embryos. The results showed that the flowering stage takes about 18 days, dividing the development of floral buds in B, C, D1, D2, E (balloon stage) and F (total opening of the flower) stages. The pollen grains are able to emit the pollen tube starting from D1 stage. After the stage D1 it takes place the intensification of protective structures and the formation of the embryo sac, although this is complete only in E stage. The species invests in protective structures on the sepals (cuticle, oil glands and trichomes) and mechanisms related to transpiratory, photosynthetic and stomatal routes (stomatal complexes and chloroplasts). The petals are protection mechanisms for the androecium and the gynoecium until the complete flower opening, due to the presence of the oil glands and the convex shape of the cells that form a barrier around the reproductive organs. The androecium poly-staminate probably assumes the role of pollinator attraction due to the abundance of pollen and protein material, in addition to developing anthers which guarantee the production of functional gametes and facilitate their dispersion at the anthesis, favoring cross pollination. The gynoecium is structured to facilitate the adhesion and the germination of the compatible pollen grains, directing the growth of pollen tubes, thus facilitating coupling and the discharge of the gametes in the seminal rudiments with consequent syngamy and fertilization. Oil glands and trichomes are other strategies adopted by the C. xanthocarpa in order to preserve the flowers of environmental, biotic and abiotic stresses, to ensure the perpetuation of this species and the occupation of new spaces in their natural habitat. The pollen collected in the balloon stage of flower buds can be used in controlled pollinations. This species shows high reproductive efficiency because the pollen tubes germinate two hours after cross-pollination, growing rapidly and in an organized manner, the stigma to the ovary with penetration, three days later, in the seminal rudiments. Due to the behavior of pollen tubes after self-pollination, it can be concluded that there is a barrier to self-fertilization and homomorphic gametophytic incompatibility is the mechanism that best explains this behavior. The fruits take approximately 42 days to develop, following a sigmoid pattern that can be divided into 5 stages. The pre anthesis already had ovarian structures formative of the fruit and thus this phase of flower development was adopted as stage I. The stage II is the longest (30 days) and encompasses events like as fertilization and embryogenesis (pro embryos, globular embryos, the embryos in the cordate and torpedo stages, until its final form mirtóide). The III stage marks the beginning of the perceptible ripening of fruits by changing color and increase in diameter. The stage IV is a rapid period (2 days) for full ripening of fruits with enhancement of sensory patterns. The V is the beginning stadium of rapid senescence of the fruits of this species. The fruits have protective structures from the epidermis (trichomes and oil glands) to the more internal regions of the pericarp. In order to ensure seed dispersion, this species has invested in the median region of the pericarp, through the presence of the parenchymal tissue rich in nutrients, ensuring rewards for dispersers. The seeds are structured to protect the embryo (covering it with mucilage and substances contained in the oil glands and through the food reserves in the root-hypocotyl axis and hypostasis) but the recalcitrant characteristic and short viability of the seeds, hinders its use.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:24:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328815.pdf: 1125159 bytes, checksum: 88cc2dc70c86c4fc9401663b56516dfa (MD5) Previous issue date: 2014 / Vriesea reitzii Leme & Costa é uma bromélia da Floresta Atlântica, ocorre em altitudes que variam de 750 a 1200m, e é endêmica no estado de Santa Catarina. Em um contexto de coleta desordenada e ameaça de extinção, destaca-se a importância das técnicas de cultura de tecidos, as quais possibilitam a propagação massal desta espécie e a redução da pressão de coleta na natureza. O sistema regenerativo definido como Culturas Nodulares (CNs) configura como uma estratégia eficiente para a micropropagação dessa bromélia, visto que culmina na produção múltipla de brotos adventícios. Supõe-se que a aquisição da competência celular in vitro para a obtenção de CNs é modulada pelos percentuais de metilação global do DNA e pelo conteúdo de poliaminas livres, e que ambos são mediadores-chave da morfogênse in vitro e estão envolvidos na regulação da expressão gênica. Então, o objetivo deste estudo foi avaliar a dinâmica da metilação global do DNA nuclear e das poliaminas (PAs) livres endógenas durante a indução e o desenvolvimento inicial das culturas nodulares (CNs) provenientes de explantes foliares de brotos in vitro de Vriesea reitzii. Para tanto, brotos submetidos a sucessivos subcultivos em meio MS básico líquido suplementado com ANA (2 µM) mais BAP (4 µM) foram individualizados, padronizados por tamanho e incubados em meio MSB líquido isento de fitorreguladores. Após 3 semanas, esses brotos foram utilizados como fonte de explantes para excisão das bases foliares. Bases foram inoculadas sobre ponte de papel em tubos de ensaio contendo meio MSB líquido suplementado com ANA (4 µM) + BAP (2 µM). Amostras representativas foram coletadas em T0 (base segmentada, mas não inoculada), T1, T2, T3 e T4 (uma, duas, três e quatro semanas de cultivo, respectivamente.) e congeladas a -80ºC. Bases foliares recém-coletadas nos respectivos tempos de cultivo foram submetidas à caracterização morfológica por meio de registro em microscópio estereoscópio e a análises histoquímicas. Amostras obtidas nos tempos de cultivo descritos foram submetidas à extração de DNA, à posterior digestão de ácidos nucléicos, e à detecção da porcentagem de metilação da citosina (% 5mdC) em HPLC/UV. Amostras dos mesmos tempos de cultivo foram submetidas à identificação e quantificação das PAs em HPLC/UV após extração e dansilação delas. As culturas nodulares originam-se a partir da proliferação de células meristemáticas da base foliar e em duas semanas de cultivo evidenciou-se a sua formação. Durante a indução de CNs observou-se um decréscimo expressivo nos percentuais de metilação (5mdC) também evidenciado em T2, sendo que em T0 houve 24,8% de metilação e em T4 12,5%. Portanto, existe uma correlação entre percentuais de 5mdC e competência para indução de CNs e o evento epigenético envolvido na morfogênese in vitro foi a demetilação. Os teores endógenos das PAs livres Espermidina (Spd) e Espermina (Spm) mantiveram-se constantes durante a indução das CNs. A Putrescina (Put) apresentou um aumento a partir de T2 o que indica que o seu envolvimento na divisão celular.<br> / Abstract : Vriesea reitzii Leme & Coasta is a bromeliad from the Atlantic Forest, occurs at elevations ranging from 750 to 1200m, and is endemic in the state of Santa Catarina. In a context of disordered collection and threat of extinction, we highlight the importance of tissue culture techniques, which the mass propagation of this species and the reduction of pressure in the natural habitat. The regenerative system defined as Nodule Clusters (NCs) configured as an efficient strategy for micropropagation of this bromeliad, since culminates in the production of multiple adventitious shoots. It is assumed that the acquisition of in vitro cell competence to obtain NCs is modulated by the global methylation percentage of the DNA and the content of free polyamines , and both are key mediators in vitro morphogenesis and are involved in regulating the expression gene. So, the aim of this study was to evaluate the dynamics of the global nuclear DNA methylation and polyamines (PAs) endogenous free during induction and early development of nodule clusters (NCs) from leaf explants of in vitro shoots of Vriesea reitzii. For both, shoots subjected to successive subcultures in MS medium supplemented with NAA net (2 mM) plus BAP (4 mM) were individualized, standardized by size and incubated in MSB liquid medium free of growth regulators. After 3 weeks, these buds were used as source of explants for excision of leaf bases. Bases were inoculated on paper bridge in test tubes containing MSB liquid medium supplemented with NAA (4 mM) + BAP (2 mM). Representative samples were taken at T0 (segmented basis but not inoculated) T1, T2, T3 and T4 (one, two, three and four weeks of culture, respectively). And frozen at -80°C. Freshly collected in their times of cultivation bases underwent morphological characterization by registering a stereoscopic microscope and histochemical analyzes. Samples obtained in cultivation periods described were subjected to DNA extraction, the subsequent digestion of nucleic acids, and detection of the percentage of cytosine methylation (% 5mdC) HPLC/UV. Samples from the same culture times were submitted for identification and quantification of PAs in HPLC / UV after extraction and dansylation them. Nodule clusters arise from the proliferation of meristematic cells of leaf base and in two weeks of culture showed up his training. During induction of NCs observed a significant decrease in the percentage of methylation (5mdC) also evidenced in T2, and was 24.8% at T0 and T4 methylation of 12.5 %. Therefore, there is a correlation between percentage of 5mdC and competence for induction of NCs and the epigenetic event involved in morphogenesis in vitro was demethylation. The endogenous levels of free PAs spermidine (Spd) and Spermine (Spm) remained constant during the induction of NCs. The Putrescine (Put) showed an increase from T2 indicating that their involvement in cell division.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:42:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327700.pdf: 1161279 bytes, checksum: e3b2e3dafb61587c4b99e3990068f93a (MD5) Previous issue date: 2014 / O Bioma Mata Atlântica é considerado um hotspot de biodiversidade, assim sujeito a medidas para a sua conservação. As constantes agressões e ameaças de destruição deste bioma têm afetado principalmente espécies epífitas como é o caso da família Orchidaceae. A beleza das flores e o alto valor ornamental e comercial agravam ainda mais a exploração destas plantas, sendo necessário realizar estudos de propagação destas espécies. As dificuldades no processo de propagação vegetativa convencional e baixo índice de germinação das sementes na natureza direcionam os estudos para a compreensão do desenvolvimento e de propagação destas espécies in vitro. Em vista disso, este trabalho objetivou avaliar aspectos bioquímicos da morfogênese de estruturas semelhantes à protocormos (ESPs) a partir de explantes foliares de C. tigrina. Realizou-se quantificações de proteínas totais e amido, poliaminas totais livres e análise de metilação do DNA global em amostras coletadas a partir do 7º dia da inoculação e com intervalo de sete dias, durante 35 dias de cultivo. O maior teor de proteínas foi observado aos 21 dias de cultivo (106, 2 µg.g-1MF), coincidindo como período de maior taxa de formação de ESP. O decréscimo no conteúdo de proteínas ocorreu concomitantemente com a redução da divisão celular e aumento do volume das células, período que antecede a indução das ESPs. O maior teor de amido foi registrado aos 14 dias de cultivo (3901,5 µg.g-1MF), com posterior decréscimo. O teor de poliminas (PA) livres aumentou de acordo com a progressão dos estádios de desenvolvimento das ESP. Os teores de Putrescina foram os mais elevados durante o período de cultivo. Esta PA parece exercer um papel principal na morfogênese de ESP em C. tigrina. Enquanto que, a espermina e a espermidina podem ter um papel secundário ou implicariam em processos posteriores de diferenciação, que não foram identificados neste trabalho. Os resultados obtidos na análise de metilação do DNA global mostram que a hipometilação coincide com inicio da diferenciação e aumento no número e volume celular, e se mantém durante os estágios iniciais de desenvolvimento das ESP. O reestabelecimento da porcentagem de metilação aos 35 dias de cultivo coincide com uma mudança no padrão morfogenético das estruturas, que neste período de cultivo apresentam um alongamento diferenciado. O11padrão de metilação do DNA (metilação/demetilação) parece controlar a expressão gênica durante a formação de ESPs, e a presença de TDZ no meio de cultura pode estar associada aos fatores que desencadearam a divisão e diferenciação celular.<br> / Abstract : The Atlantic Forest Biome is considered a biodiversity hotspot, thus subject to measures for its conservation. The constant attacks and destruction threats on this biome has affected mainly epiphytic species such as the orchid family. The beauty of this flowers and the ornamental and high commercial value of them exacerbate even more the exploration of these plants, becoming necessary to perform studies on the propagation of these species. The slow vegetative propagation, and the difficulty of the seeds to germinate in nature, directs efforts towards the understanding of the development of these species in vitro. Therefore, the objective of this study is to analyse aspects of the biochemical morphogenesis of the protocorm like-bodies (PLBs) from C. tigrina leaf explants. Quantification of total protein and starch analysis of total polyamines and global DNA methylation in samples collected every seven days, during a 35 days cultivation were performed. It was possible to see the formation of PLB starting at the 7th day of cultivation. Also, the protein highest level was observed after 21 days of cultivation (106,2 µg.g-1MF), coinciding with the peak PLB formation. The decreasing in protein content occurred concomitantly with reduction in cell division and the increasing in cell volume. The highest starch content was seen after 14 days of cultivation (3901,5 µg.g-1MF), with subsequent decreasing . The content of polyamines (PA) increased with PLB development stages progression, then remaining constant. The Putrescine was the PA with higher levels and appears to play a major role in C. trigrina PLB morphogenesis, while spermine and spermidine have a secondary role, or would result in subsequent differentiation processes, which have not been identified in this work. The results of the methylation analysis shows that the global DNA hypomethylation coincides with the beggining of cell differentiation, remaining contants during the stages where there is na increaning in number and volume of the same PLB. The methylation percentage recovery at 35 days of cultivation coincides with a morphogenetic change in the structure pattern, which in this period of cultivation has a marked elongation. The DNA methylation pattern (methylation/demethylation) appears to control gene expression during13the PLB formation, and the TDZ presence in the culture medium may be associated with factors such that initiate this variations.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:47:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 330218.pdf: 3019982 bytes, checksum: 936bab01eb84e1848849844e7b452ecf (MD5) Previous issue date: 2014 / Uma alternativa para garantir a produtividade de grãos de milho em sistemas de produção de pequena escala com baixo uso de insumos aponta para o cultivo de variedades de polinização aberta. Nesse sentido, a população composta local de milho MPA1, proveniente da região Oeste de Santa Catarina, foi selecionada para ser usada como população-base de um processo cíclico de melhoramento genético participativo. Os parâmetros estatístico-genéticos estimados para as populações derivadas de MPA1 indicaram que os esforços com a seleção para o aumento da produtividade de grãos também contribuíram para elevar a estatura de planta. Por essa razão, a introgressão do gene br2 derivado da população Piranão-VD2 foi a estratégia adotada para reduzir a estatura da população MPA1-C1, resultante do primeiro ciclo de seleção recorrente. Diante disso, o objetivo desse trabalho foi (i) verificar a eficiência de dois ciclos de seleção pelo esquema de seleção recorrente convergente-divergente de famílias de meio-irmãos (SRCDFMI); (ii) avaliar o potencial das populações derivadas de MPA1, com 50 % (F2) e 25 % (RC1F2) do background genético de Piranão-VD2, para o desenvolvimento de populações melhoradas; (iii) orientar as estratégias de seleção para o programa de melhoramento genético da população MPA1 com e sem br2. Para tanto, foram conduzidos experimentos em quatro agroecossistemas de SC, na safra 2012/2013, onde foram avaliados caracteres fenológicos, morfológicos, e agronômicos (pré-colheita e pós-colheita). O esquema de seleção convergente-divergente praticado para aumento de rendimento de grãos proporcionou efeitos indiretos na posição relativa da espiga, diâmetro médio de colmo, quantidade de raízes adventícias e número de fileiras de grãos na população MPA1-C1, e para no peso de mil grãos, na população MPA1-C2, resultante do segundo ciclo de seleção. Na análise conjunta dos experimentos, a média de produtividade das populações MPA1-C1 e MPA1-C2 foi de 5,67 a 5,70 t ha-1, respectivamente. A ausência de incrementos significativos na produtividade de grãos nas populações resultantes dos dois ciclos de seleção pelo esquema SRCDFMI pode ser explicada, em parte, pela intensidade de seleção branda aplicada nos primeiros dois ciclos e, por outro lado, pelo reduzido número de ciclos de seleção praticados até o momento. Por isso, maiores pressões de seleção para o aumento da produtividade de grãos deveriam ser praticadas nos próximos ciclos. Para as populações derivadas de MPA1 com 25% e 50% do background genético de Piranão-VD2 e o genitor recorrente (MPA1-C1), a altura média de planta variou de 2,24 a 2,27 m, respectivamente. Na análise conjunta dos experimentos, a média de produtividade variou de 4,87 a 5,67 t ha-1para esses mesmos tratamentos. A recuperação do genitor recorrente na população segregante RC1F2 com 75% dos genes de MPA1-C1 permitiu que os valores médios de produtividade de grãos fossem restabelecidos, indicando que esta população parece ser a mais apropriada para os próximos ciclos de seleção recorrente intrapopulacional. A população MPA1-C0, assim como as populações derivadas dos dois ciclos de seleção (MPA1-C1 e MPA1-C2) e as populações F2 e RC1F2, não apresentaram efeitos significativos de interação genótipo X ambiente para a produtividade de grãos e seus principais componentes de rendimento. Em decorrência do bom desempenho registrado para essas variáveis, os tratamentos mostraram-se adaptadas aos distintos locais em que foram avaliados.<br> / An alternative to ensure maize grain yield in small-scale production systems using low input is the use of open-pollinated varieties. Therefore, the MPA1 maize population, from the west region of Santa Catarina, was selected as the base population of a cyclical process of participatory breeding. The genetic-statistic parameters estimated for the MPA1-derived populations showed that efforts for selection to increase grain yield also contributed to raise plant height. For this reason, the introgression of the br2 gene derived from the Piranão-VD2 population was the approach performed to reduce the height of MPA1-C1 population, resulting from the first cycle of recurrent selection. The aims of this study were (i) to verify the efficiency of two cycles of selection by the convergent-divergent half-sib family recurrent selection (SRCDFMI); (ii) to assess the potential of the MPA-derived populations with 50% (F2) and 25% (RC1F2) of the genetic background of Piranão-VD2 for the development of improved population; (iii) to guide selection strategies for the genetic improvement program of MPA1 population using or not br2 gene. For this purpose, experiments were conducted in four agroecosystems in the state of Santa Catarina, during the 2012/2013 harvesting. Phenological, morphological and agronomic (pre-harvesting and post-harvesting) parameters were evaluated. The convergent-divergent selection used to increase yield caused indirect effects on the relative position of the ear, the stem diameter, the number of adventitious roots and the number of rows of kernels per ear of the MPA1-C1 population, as well as on the weight of a thousand grain of the MPA1-C2 population. Analyzing the experiments, the average yields of MPA1-C1 and MPA1-C2 range from 5.67 to 5.70 t ha-1, respectively. The absence of significant raise in grain yield in populations resulting from two cycles of selection by the SRCDFMI scheme can be explained, in part, by the moderate selection applied in the first cycles and, also, by the small number of selection cycles practiced until now. Thus, higher selection pressures for raising grain yield should be practiced in the next cycles. For MPA1-derived populations with 25% and 50% of the Piranão-VD2 genetic background and MPA1-C1 as recurrent parent, the average plant height ranged from 2.24 to 2.27 m and the average yield ranged from 4.87 to 5.67 t ha-1. The recovery of the recurrent parent in the RC1F2 segregating population having 75% of MPA1-C1 genes allowed the average values of grain yield be restored, indicating that this population is more suitable for the next cycles of intrapopulation recurrent selection. The MPA1-C0 population as well as populations derived from the two cycles of selection (MPA1-C1 and MPA1-C2) and the RC1F2 and F2 populations showed no significant genotype X environment interaction for grain yield and their main components of yield. The good performance observed for these variables showed that the treatments were adapted to the different environments.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:52:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327508.pdf: 1798951 bytes, checksum: f85e08b2fc513c95a2d4986b5de6c77e (MD5) Previous issue date: 2014 / Cultivares crioulas são guardiãs de efeitos combinados, tanto da seleção natural como da humana, representando características geneticamente dinâmicas e diversificadas que estão interligadas ao meio biótico e abiótico, traduzidas fenotipicamente tanto nas características da semente como da planta. A magnitude dessas características induz as sementes crioulas a se sobressair ao estresse tanto biótico como abiótico, visto que em sementes comerciais esses atributos são mais restritos. Estresse abió-tico ocasionado por baixas temperaturas pode afetar o desenvolvimento da semente do feijoeiro, por gerar alterações fisiológicas, bioquímicas e moleculares em seu metabolismo, consequentemente o estresse oxidativo. Santa Catarina apresenta características climáticas relativas ao clima temperado, refletindo em invernos rigorosos, possibilitando apenas duas épocas de cultivo para o feijoeiro, conhecida como época das águas e das secas. Por isso, a caracterização correta dos recursos genéticos vem a potencializar o uso desse material pelo agricultor e amplifica o conhe-cimento da variabilidade genética da espécie para auxiliar o avanço dos programas de melhoramento. O objetivo do trabalho foi avaliar mais detalhadamente a resposta de 22 genótipos crioulos, do BAF da UDESC, de duas safras consecutivas (2011/12[S1] e 2012/13[S2]), às condições de estresse por frio, além de observar as oscilações na produção de metabólitos não-enzimáticos. Foram realizados diferentes testes, em nível de laboratório, para tentar explicar o porquê das diferenças genéticas observadas previamente diante das temperaturas mais baixas. Para avaliar a qualidade fisiológica das sementes realizou-se o teste de germinação e vigor (comprimento de plântulas, condutividade elétrica), das amostras submetidas ao estresse por frio [F], e na ausência de estresse (testemunha [C]). Já para observar o perfil bioquímico dos genótipos foi realizada a quantificação de compostos fenólicos, ação antioxidantes (DPPH), teor de aminoácidos livres e peroxidação de lipídeos (TBARs). Para o estudo detalhado de cada genótipo, as médias foram analisadas pelo teste de Scoot-Knott, e com o propósito de ampliar os espectros dos resultados realizaram-se técnicas multivariadas. Observando as safras, pelos testes fisiológicos não foi possível averiguar diferenças significa-tivas entre elas quanto a germinação, contudo a nível de vigor a safra S2 foi superior a S1. O conteúdo de fenólicos e a atividade antioxidante (DPPH) foram superiores na S2 se comparadas a S1, já o teor de prolina e de TBARs apresentaram valores maiores em S1 do que em S2, em ambos os tratamentos (C e F). Índices pluviométricos altos em S1 (327 mm) em relação a S2 (105 mm) durante o período de floração até maturação da semente podem ter causado essas diferenças. Observando os tratamentos C e F, os valores de todas as variáveis bioquímicas analisadas também aumentaram em F, indicando que o estresse por baixas temperaturas causou aumento do conteúdo de metabólitos não-enzimáticos na semente, afim de proteger os danos da oxidação. Observando-se os genótipos individualmente, percebeu-se que os BAFs 81e 75 se destacaram diante dos demais, tantos nos testes fisiológicos como nos testes bioquímicos, em ambas as safras. Bioquimicamente notou-se a presença de Leucina nesses genótipos e uma produção mediana dos compostos não-enzimáticos analisados, fator que pode ser um indicio para explicar o por quê esses BAFs se sobressaíram aos estresse por frio, e foram indicados por esse estudo para a semeadura antecipada nas regiões produtoras do estado de Santa Catarina.<br> / Abstract : Landrace are guardians of combined effects of both natural selection as the human, representing genetically diverse and dynamic characteristics that are linked to biotic and abiotic environment, both phenotypically translated in seed characteristics as the plant. The magnitude of these features induce native seeds to excel at both abiotic and biotic stress, whereas in commercial seed these attributes are more restricted. Abiotic stress caused by low temperatures can affect the development of bean seed, for generating physiological, biochemical and molecular changes in your metabolism, thus oxidative stress. Santa Catarina has character-istics of its climate temperate, reflecting harsh winters, allowing just two growing seasons for the bean , known as the rainy season and droughts. Therefore, the correct characterization of animal genetic resources is to maximize the use of this material by the farmer and amplifies the knowledge of genetic variability to assist the advancement of breeding programs. The objective of this study was to evaluate in more detail the response of 22 landraces genotypes, BAF/ UDESC in two consecutive crops (2011/12 [S1] and 2012/13 [S2] ), the conditions of cold stress, in addition to observing fluctuations in the production of non-enzymatic metabolites. Different tests were performed in the laboratory level, to try to explain why the genetic differences observed previously on the lower temperature. To evaluate the physiological quality of seeds held the test of germination and vigor (seedling length, electrical conductivity), the samples subjected to cold stress [F], and in the absence of stress (control [C]). Have to observe the biochemical profile of genotypes quantifica-tion of phenolic compounds, antioxidant activity (DPPH), free amino acid content and lipid peroxidation (TBARS) was performed. For the detailed study of each genotype means were analyzed by Scoot - Knott test and in order to broaden the spectra of the results were performed multivariate techniques. Watching the seasons, by physiological tests was not possible to verify significant differences between them for ger-mination, however the level of force the crop S2 was superior to S1. The phenolic content and antioxidant activity (DPPH) were higher compared to the S1 S2, whereas the proline content and TBARS were higher than in S1 to S2, in both treatments (C and F). Heavy rainfall in S1 (327 mm) compared to S ( mm) during the period of flowering until seed maturation may have caused these differences. Observing the treatments C and F, the values of all the biochemical variables in F have also in-creased, indicating that the stress caused by low temperatures increase the content of non-enzymatic metabolites in seed in order to protectfrom oxidative damage. Observing the individual genotypes, it was real-ized that the BAFs 81 and 75 stood out over the others, in many physio-logical tests such as biochemical tests, in both seasons. Biochemically noted the presence of leucine in these genotypes and a median output of non - enzymatic compounds analyzed, a factor that may be a clue to explain why these BAFs stood out to cold stress, and are indicated by this study for the sowing early in the producing regions of the state of Santa Catarina.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:56:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331972.pdf: 2489704 bytes, checksum: a64f8c492b85754493974107465f8979 (MD5) Previous issue date: 2014 / A domesticação é um processo em que populações de organimos e/ou ambientes são adequados aos interesses e necessidades de uso e manejo humano. Tal processo pode acarretar modificações fenotípicas e/ou genéticas em diferentes intensidades. Como este processo atua tanto sobre populações quanto sobre paisagens, o conceito de paisagem tem sido usado para entender como os seres humanos interpretam concepções locais e padrões de uso/ manejo de paisagens, e também sobre como os sistemas locais de conhecimento podem ajudar na sustentabilidade ecológica. Assim, este estudo inclui abordagens que envolvem aspectos de caracterização demográfica e genética da espécie Bromelia antiacantha (carcaguatá) em diferentes paisagens, bem como uma abordagem etnobotânica a qual buscou caracterizar o histórico de uso e as principais práticas de manejo que envolvem a espécie. Neste contexto, o principal objetivo foi buscar evidências da domesticação de B. antiacantha, estudando os efeitos do uso e manejo da paisagem com a espécie, empregados no Planalto Norte Catarinense, sobre a estrutura demográfica e diversidade genética das populações da mesma. O estudo foi realizado no Planalto Norte Catarinense nos Municípios de Três Barras, Canoinhas, Irineópolis e Major Vieira. Para os estudos de demografia foram usadas parcelas permanentes em unidades de paisagem submetidas a diferentes intensidades de manejo. Nestas parcelas as rosetas de B. antiacantha foram acompanhas durante três anos. Nas mesmas unidades de paisagem foram coletadas amostras foliares para caracterização genética e frutos para retirada de sementes para a caracterização genética de progênies. A caracterização genética foi realizada empregando eletroforese de izoenzimas. A coleta de dados do estudo etnobotânico foi realizada empregando-se entrevistas semiestruturadas e turnês guiadas. O acompanhamento das populações de B. antiacantha nas diferentes unidades de paisagem permitiu um maior conhecimento sobre a dinâmica da espécie em ambientes com diferentes intensidades de interferência humana. Nas áreas com interferência humana visando obtenção de outros recursos (extração de erva mate e o manejo do gado) as rosetas da espécies foram encontras em densidades médias menores, quando comparadas às demais unidades de paisagem. A maior densidade de plantas foi encontrada na unidade de paisagem com maior interferência humana: a cerca viva. O número de rosetas reprodutivas e o período para entrar em reprodução, nas diferentes unidades de paisagem, não está relacionado ao manejo realizado nas unidades. A diversidade genética encontrada, de maneira geral, foi alta, entretanto entre as populações e paisagens estes índices se mostraram diferentes entre adultos e progênies. Nos adultos a maior diversidade foi encontrada nas cercas vivas, as quais apresentaram também baixos índices de fixação. Nas progênies os índices de diversidade mais altos foram encontrados nas áreas sem manejo. O estudo etnobotânico permitiu elucidar algumas questões levantadas pelos resultados demográficos e genéticos. Além disso, verificou-se que a transmissão do conhecimento sobre a espécie se deu principalmente pela família nuclear e que a eficiência da cerca para a contenção/proteção dos animais foi a principal razão apontada para o uso das cercas de caraguatá. Segundo os entrevistados as rosetas para a confecção das cercas vivas são obtidas na maioria dos casos na propriedade rural sendo que a maioria destas áreas de coleta de mudas foi caracterizada como floresta conservada. Os resultados etnobotânicos obtidos mostraram ainda que não há um critério específico observado para a coleta das mudas, porém quando há disponibilidade de rosetas, o vigor e o tamanho são características observadas. Além disso, com base nas idades das cercas e nos relatos dos informantes, verificou-se que a prática de confecção das cercas de caraguatá é antiga e que apesar de hoje as opções de cercas serem mais amplas, o caraguatá ainda se mostra uma boa opção para a confecção de cercas na região. Os resultados obtidos, principalmente nos estudos demográficos e etnobotânicos deixam clara a domesticação das unidades de paisagem estudadas. Ao mesmo tempo a menor diversidade genética, maior endogamia nas progênies e o indicativo de eventual seleção de tipos para a confecção das cercas são evidências da ocorrência de domesticação para B. antiacantha por agricultores locais do Planalto Norte Catarinense.<br> / Abstract : Domestication is a process in which populations of organisms and/or environments are adapted to the interests and necessities of human use and management, such a process may result in phenotypic and genetic changes of different intensities. Since this process acts upon both populations and landscapes, the concept of landscape has been used to understand how human beings interpret local landscape concepts, use/management patterns and classifications, as well as how the local systems of knowledge that can contribute in ecological sustainability. Thus, this study includes approaches that involve demographic and genetic aspects of the species Bromelia antiacantha (carcaguatá) in different landscapes, as well as an ethnobotanical approach, which sought to characterize the use history and key management practices that involve the species. Within this context, the main objective was to seek evidence of B. antiacantha domestication, by studying the effects of landscape use and management on the demographic structure and genetic diversity of the species populations used in the northern Santa Catarina plateau. The study was conducted in the Nothern Plateau of Santa Catarina in the municipalities of Três Barras, Canoinhas, Irineópolis and Major Vieira. Permanent plots were used in the demographic study within landscape units subjected to different intensities of management. In this plots the rosettes of B. antiacantha were observed during three years. In the same landscape units leaf samples were collected for genetic characterization, and seeds were removed from fruits and used for the genetic characterization of progeny. The genetic characterization was conducted using isozyme electrophoresis. The ethnobotanical data was obtained through semi-structured interviews and guided tours. Monitoring of B. antiacantha populations within different landscape units allowed for greater insight into the species dynamics in environments with different levels of human interference. In areas of human interference aimed at obtaining other resources (extraction of erva-mate and cattle management) the species' rosettes were found in smaller average densities when compared to other landscape units. The greatest plant density was found in the landscape unit with the greatest human interference: the live fence. The number of reproductive rosettes and the period of entering into reproduction, within the different landscape units, is not related to the management exercised in each unit. In general, the genetic diversity was high, however between populations and landscapes these indexes were different for adults and progeny. In adults the highest diversity was found in live fences (hedges), which also showed low levels of fixation. For progenies the highest diversity was found in areas without management. The ethnobotanical study helped to clarify some issues raised by the demographic and genetic findings. Furthermore, it was found that transmission of knowledge regarding the species was mainly done so by the immediate family and the efficiency of live fences for animal containment/protection was the main reason given for the use of caraguatá fences. According to informants the rosettes used in making the live fence were obtained, in most cases, on the rural property, with the majority of the seedling collection areas characterized as protected forest. The ethnobotanical results also showed that there are no specific criteria for the seedling collection, however when seedlings are available, vigor and size are observed characteristics. Furthermore, based on the age of the fences and informant reports it was found that the practice of making caraguatá fences is old, and even with an array of fence options, caraguatá is still a good option for building fences in the region. The results obtained, principally in the demographic and ethnobotanical studies demonstrate the domestication of the landscape units studied. At the same time the low genetic diversity, the high endogamy among progeny, and the indication of selection of types for building fences are evidence for domestication occurrence in B. antiacantha by local farmers in the Northern Plateau of Santa Catarina.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-04-29T20:58:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333012.pdf: 2263757 bytes, checksum: 22eb7b852010331ba3e78735bf898eee (MD5) Previous issue date: 2014 / Acca sellowiana (O. Berg) Burret, conhecida comumente como goiabeira-serrana ou feijoa, é uma Myrtaceae que ocorre na região neotropical da América do Sul. A espécie possui potencial como frutífera, ainda pouco explorado no Brasil, mas bem difundido no exterior. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a diversidade genética em nível de sequências de DNA de cloroplasto (cpDNA) e marcadores microssatélites nucleares (nSSRs) e, com base nesses dados, determinar relações filogeográficas, quantificar diversidade genética, avaliar estrutura genética espacial intrapopulacional, fluxo gênico e o sistema se cruzamento, afim de compreender o cenário evolutivo da espécie e contribuir para sua conservação e melhoramento. Para filogeografia foram sequenciados os espaçadores intergênicos plastidiais trnH-psbA e trnS-trnG em 32 populações, gerando 10 haplótipos. Oito haplótipos estão localizados ao norte da distribuição natural da espécie, em latitudes inferiores a 29o32?S e altitude superior a 500 m, sendo este o centro de maior diversidade da espécie. Foram encontrados indícios de expansão recente na distribuição meridional da espécie, mas isto deve ser comprovado com estudos adicionais, em razao do baixo polimorfismo das sequências analisadas. Visando elucidar esta possível expansão são indicadas análises com marcadores nSSRs. Foram encontrados dois padrões de distribuição da diversidade: i) na região com latitude inferior a 29o32?S a espécie é encontrada em altitude superior a 500 m em associação com a Mata de Araucária, a diversidade é maior e não apresenta expansão recente; ii) a partir de latitudes maiores que 29o65?S, a espécie ocorre abaixo de 400 m, a diversidade é menor e apresenta indícios de expansão recente. Para futuros estudos mais aprofundados em filogeografia foram desenvolvidos 10 novos locos nSSRs. Os novos marcadores apresentaram polimorfismo suficiente para análises genéticas, além de alguns deles serem transferíveis para outras espécies de Myrtaceae. Amostras de plantas de feijoa introduzidas e cultivadas fora da região de ocorrência natural foram caracterizadas através de nSSRs e mostraram uma diversidade restrita, evidenciando um gargalo genético decorrente da dispersão global da espécie a partir de poucos genótipos. Com base nessas análises foi possível verificar a similaridade dos acessos introduzidos com populações que ocorrem na região sul da distribuição natural da espécie. Oito nSSRs apresentaram equilíbrio genotípico e padrão de herança mendeliana, além de ligação genética não significativa, indicando o potencial deste conjunto de locos para a realização de análises como fluxo gênico e sistema de cruzamento. Esses mesmos marcadores foram utilizados para as análises intrapopulacionais, sendo confirmado que a espécie é preferecialmente alógama (tm = 0,895); porém, a área estudada indicou cruzamento entre parentes, que juntamente com o restrito fluxo gênico, levou à distribuição não aleatória dos genótipos e o agrupamento de indivíduos aparentados. Esses fatores contribuíram para a uma significativa estrutura genética espacial (até 54 m). Os resultados demonstram que os níveis atuais de fluxo gênico não são suficientes para evitar efeitos de deriva genética na população analisada. Em conclusão, este estudo gerou conhecimento sobre a história evolutiva de A. sellowiana, assim como sobre sua área de ocorrência, seu possível centro de origem e diversidade, e sua dinâmica da diversidade genética, nos níveis inter- e intra-populacional, trazendo novas informações com grande potencial de contribuir para novos estudos, programas de melhoramento e conservação da espécie.<br> / Abstract : Acca sellowiana (O. Berg) Burret, known as feijoa or pineapple-guava, is a Myrtaceae species from the neotropical region of South America. The species has potential for fruit production, which is underexploited in Brazil, but widespread in other countries. The objective of this study was to characterize the genetic diversity at the chloroplast DNA (cpDNA) sequence and nuclear microsatellite marker (nSSR) levels and, based on these data, to determine phylogeographic relations, estimate the genetic diversity, and evaluate intra-population spatial genetic structure, gene flow and mating system, in order to comprehend the species' evolutionary process and contribute to its conservation and breeding. For the phylogeography purposes the plastidial intergenic spacers trnH-psbA and trnS-trnG from plants of 32 populations were sequenced, generating 10 haplotypes. Eight haplotypes were found in the northern area of the species' natural distribution, at latitudes lower than 29o32?S and altitudes higher than 500 m, characterizing the region with the highest genetic diversity. Signatures of recent expansion in the southern portion of the species' distribution were detected, but this should be confirmed with aditional studies, due to the low polymorphism of the analyzed sequences. To address this possible expansion, further analyses with SSR markers are suggested. Two distinct patterns of diversity distribution were found: i) in lower latitudes (<29o32?S) the species is found at altitudes above 500 m, in association with the Araucaria Forest, the genetic diversity is higher and the populations do not show recent expansion; ii) in latitudes higher than 29o65?S, the species occurs at altitudes below 400 m, diversity is lower and there are signatures of recent expansion. Ten new nSSR loci were developed, and these new markers showed sufficient polymorphism for genetic analyses, with some of them being transferable to other Myrtaceae species. Samples of feijoa introduced and cultivated outside the region of natural occurrence were characterized through nSSR markers. The obtained data showed restrict genetic diversity, which indicates the existence of a genetic bottleneck in the global dispersion of the species, which probably started with few genotypes. In addition, it was possible to verify similarity between the introduced material and populations located at the southern portion of the species' natural ocurrence. To characterize intra-population spatial genetic diversity, gene flow and mating system, eight nSSRs were used. These nSSRs presented genetic equilibrium and mendelian inheritance, coupled to negligible genetic linkage, evidencing the potential of this set of loci forthe proposed studies. The intra-population analyses confirmed that the species has outcrossing mating system (tm = 0.895). However, crossings between relatives were found in the studied population, and that coupled to restrict gene flow led to a non-random distribution of genotypes and the clustering of related plants. These results reflect a significant spatial genetic structure (up to 54 m). In addition, the results indicate that current observed levels of gene flow are not sufficient to prevent genetic drift effects in the studied population. In conclusion, this study provided knowledge about the evolutionary history of A. sellowiana, including information about it's area of occurrence, its possible center of origin and diversity, the natural populations in which it occurs, and the dynamics of its genetic diversity, at the inter- and intra-population level, ultimately bringing new information with great potential to contribute to the species' study, breeding and conservation programs.