LIMA NETO, Milton Costa. Mamona e pinhão-manso apresentam mecanismos contrastantes na eficiência fotossintética em condições de estresses abióticos. 2012. 126 f. Tese (Doutorado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-20T18:42:52Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_mclimaneto.pdf: 1909340 bytes, checksum: ca06ec399e8a2713cf1fe5925ef900d2 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-26T19:42:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_mclimaneto.pdf: 1909340 bytes, checksum: ca06ec399e8a2713cf1fe5925ef900d2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-26T19:42:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_mclimaneto.pdf: 1909340 bytes, checksum: ca06ec399e8a2713cf1fe5925ef900d2 (MD5) Previous issue date: 2012 / Plants of Jatropha curcas and Ricinus communis have been exploited for agronomic production of biofuels, especially in hot and dry regions of semiarid at northeastern Brazil. These species are native to tropical and evolved in response to adverse abiotic conditions such as high temperature, drought, salinity and light. In this work, we start with the main hypothesis that saplings of Jatropha curcas and Ricinus communis have analogous mechanisms of acclimation of photosynthesis and photoprotection in response to abiotic stress conditions. For this, the main objectives of this work were to analyze, describe and discuss responses of photosynthesis and important photoprotection mechanisms such as dissipation of excess energy as heat, photorespiration, alternative electron sinks and antioxidant metabolism in young plants of physic nut and castor bean subjected to abiotic stress conditions. This work was divided into four chapters. The chapter I is a review of the literature and state of art of the main topics covered throughout the study. Chapter II, in the form of paper, aimed to meet and discuss the main responses of gas exchange and photochemistry of these two species in response to changes in environmental conditions such as increased lighting, internal CO2 concentration, vapor pressure deficit, leaf temperature and over a typical day in terms of a semiarid region. It has been clearly demonstrated in this experiment that R. communis plants, when well hydrated, have a higher photosynthetic efficiency given mainly by its high transpiration rate and stomatal conductance compared to young plants of J. curcas. However, in dry condition, by watering suspension or high DPV, J. curcas young plants are more efficient in CO2assimilation compared with R. communis. The data showed that the two species have different responses of photosynthesis under optimal or stressful conditions during the early growth stages. Chapter III aimed to demonstrate the differences in the main responses of these two species under drought conditions and its relation to stress tolerance between the two studied species. It has been shown that both species showed stomatal and metabolic limitations of photosynthesis under drought conditions. And that these two species showed different responses in terms of excess energy dissipation and alternative electron sinks of CTE to alleviate the chloroplast ROS production, preventing photo-oxidation. In addition, it has been shown that castor bean plants are more sensitive to drought than J. curcas. Moreover, the NPQ is an important mechanism for drought tolerance of J. curcas whereas R. communis for not having a so efficient NPQ need to invest in other alternative electron sinks to dissipate the excess energy. In the fourth and final chapter, we evaluated the responses of photosynthesis of J. curcas and R. commnuis young plants exposed to salt stress. The salt treatment increased membrane damage only in leaves of J. curcas. The content of organic compatible osmolytes increased in both species exposed to salinity. Castor bean plants had mainly stomatal limitations of photosynthesis due to fall in Ci and by the maintaining in Rubisco activity. However, J. curcas plants exposed to salinity showed stomatal and metabolic restrictions on photosynthesis, demonstrated by the increase in Ci and a drop in Rubisco activity. Castor bean plants exposed to salinity showed higher nitrate assimilation and photorespiration, compared with J. curcas plants under salt stress condition. However, J. curcas had higher dissipation and excess energy as heat (NPQ). In conclusion, our data suggest that both species employ different mechanisms to dissipate excess energy in the CTE of the chloroplast, preventing photoinhibition and photo-oxidative damage. / Plantas de pinhão-manso (Jatropha curcas) e de mamona (Ricinus communis) têm sido exploradas agronomicamente para fins de produção de biocombustíveis, principalmente em regiões secas e quentes do semiárido do nordeste brasileiro. Estas espécies são nativas de regiões tropicais e evoluíram em resposta às condições abióticas adversas como alta temperatura e luz, seca e salinidade. Neste trabalho, partimos da principal hipótese de que plantas jovens de Jatropha curcas e de Ricinus communis possuem respostas análogas de aclimatação da fotossíntese e nos mecanismos de fotoproteção em resposta às condições de estresses abióticos. Para isso, os principais objetivos deste trabalho foram conhecer, analisar, descrever e discutir as principais respostas da fotossíntese e os principais mecanismos de fotoproteção, como a dissipação de excesso de energia na forma de calor, fotorrespiração, drenos alternativos de elétrons e o metabolismo antioxidativo em plantas jovens de pinhãomanso e mamona submetidas à condições de estresses abióticos. Este trabalho foi divido em quatro capítulos. O capitulo I trata de uma revisão de literatura e estado da arte dos principais tópicos abordados ao longo do estudo. O capítulo II, na forma de artigo, teve como objetivo principal conhecer e discutir as principais respostas das trocas gasosas e fotoquímica dessas duas espécies em resposta a variações nas condições ambientais como o aumento de luz, concentração interna de CO2, déficit de pressão de vapor (DPV), temperatura foliar e ao longo de um dia típico em condições de uma região semiárida. Foi claramente demonstrado nesse estudo que plantas de R. communis, quando bem hidratadas, possuem uma maior eficiência fotossintética, dada principalmente pela sua alta taxa de transpiração e condutância estomática em comparação a plantas jovens de J. curcas. No entanto, em condição de seca, seja por suspenção de rega ou alto déficit de pressão de vapor, plantas jovens de J. curcas se mostraram mais eficientes na assimilação de CO2 quando comparadas com R. communis. Os dados demonstraram ainda que as duas espécies estudadas possuem diferentes respostas aclimatativas da fotossíntese sob condições estressantes ou ótimas durante a fase inicial de crescimento. O capítulo III teve como objetivo demonstrar as diferenças nas principais respostas aclimatativas dessas duas espécies em condição de seca e sua relação com a tolerância a esse estresse entre as duas espécies estudadas. Foi demonstrado que ambas as espécies apresentaram limitações estomáticas e metabólicas da fotossíntese em condição de seca, e que essas duas espécies apresentam diferentes respostas em termos de dissipação de excesso de energia e drenos alternativos de elétrons para aliviar a produção de espécies reativas do oxigênio no cloroplasto, prevenindo a foto-oxidação. As plantas de mamona são mais sensíveis à seca do que plantas jovens de pinhão manso. Além disso, o quenching não fotoquímico (NPQ) é um importante mecanismo para a tolerância à seca de J. curcas enquanto que R. communis por não possuir um NPQ tão eficiente necessita investir em outros drenos alternativos de elétrons para dissipar o excesso de energia. No quarto e último capítulo, foram avaliadas as respostas aclimatativas da fotossíntese de plantas jovens de pinhão manso e de mamona submetidas ao estresse salino. O tratamento salino imposto aumentou o dano de membrana apenas em folhas de pinhão-manso. O conteúdo de osmólitos orgânicos compatíveis aumentou em ambas as espécies expostas à salinidade. Plantas de mamona apresentaram, principalmente, restrições estomáticas da fotossíntese, devido à redução na pressão parcial interna de CO2 (Ci) e por não apresentar redução na atividade de Rubisco. No entanto, plantas de pinhão-manso expostas à salinidade apresentaram restrições estomáticas e metabólicas na fotossíntese, demonstrado pelo aumento do Ci e restrição na atividade de Rubisco. Plantas de mamona expostas à salinidade apresentaram maior assimilação de nitrato e maior fotorrespiração, comparada com plantas de pinhão-manso sob condição de estresse salino. No entanto, o pinhão-manso apresentou maior dissipação e excesso de energia na forma de calor (NPQ). Como conclusão, nossos dados sugerem que as duas espécies estudadas empregam diferentes mecanismos para dissipar o excesso de energia na cadeia transportadora de elétrons (CTE) do cloroplasto, prevenindo a fotoinibição e danos foto-oxidativos.

ARAGÃO, Rafael Magalhães de. Assimilação de nitrato e amônio na proteção oxidativa, atividade fotoquímica e assimilação de CO2 em plantas de Jatropha curcas expostas ao estresse salino. 2012. 135 f. Tese (Doutorado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-28T13:23:09Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_rmaragao.pdf: 4046309 bytes, checksum: f67c2a738425fc813736117160edcfb9 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T17:43:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_rmaragao.pdf: 4046309 bytes, checksum: f67c2a738425fc813736117160edcfb9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T17:43:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_rmaragao.pdf: 4046309 bytes, checksum: f67c2a738425fc813736117160edcfb9 (MD5) Previous issue date: 2012 / A salinidade é um fator conhecido por limitar o crescimento e a produtividade das plantas. Dentre os processos afetados está a absorção e assimilação de Nitrato (NO3-). Além disso, a salinidade induz a produção de espécies reativas de oxigênio que levam a danos oxidativos e aumento da pressão de elétrons na cadeia transportadora de elétrons fotossintéticos. Assim, neste presente estudo foram utilizadas diferentes abordagens para testar a hipótese de que o processo de assimilação do nitrato pode aliviar a pressão de elétrons atuando como um dissipador e assim mitigar os efeitos negativos da salinidade e toxicidade do amônio em plantas de Jatropha curcas. Plantas submetidas à salinidade (NaCl 100 mM) e supridas com NO3- 10 mM mostraram maior absorção, atividade de NR e conteúdo de proteínas solúveis quando comparada com plantas supridas com NO3- 1mM. A alta assimilação de nitrato de alta foi associada com um maior crescimento foliar, assimilação de CO2 e menor dano de membrana em plantas tratadas com NaCl. Além disso, uma melhor performance das plantas sob salinidade e supridas com NO3- 10 mM foi indicada por maior rendimento quântico efetivo do PSII e taxa de transporte de elétrons e menor excesso de energia ao nível de PSII e quenching não-fotoquímico. Em outra abordagem, os dados mostraram que o NO3- exógeno e sua assimilação podem mitigar a toxicidade do NH4+, especialmente quando combinado com a salinidade, conforme mostrado pelos distúrbios no metabolismo oxidativo, atividade fotoquímica e assimilação de CO2. Estes efeitos foram demonstrados quando diferentes razões de NO3-/NH4+ foram aplicadas em plantas intactas e discos foliares incubados com tungstato (um inibidor da NR) e dose única de NH4+ na presença ou ausência de MSO (um inibidor de GS). A atividade da GS em Jatropha curcas foi fortemente aumentada pelo NH4+ permitindo manter níveis não-tóxicos de amônia em tecidos sob moderadas/altas concentrações de amônio externos. Paralelamente, quando a relação exógena de NO3-/NH4+ diminuiu, as plantas sofreram redução no acúmulo de matéria seca associada com acumulação de espécies de oxigênio, diminuição da eficiência fotoquímica, surgimento de uma aparente fotoinibição e redução na assimilação de CO2. Tomados em conjunto, os dados obtidos indicam que a assimilação de NO3- é capaz de mitigar os efeitos negativos da salinidade e de NH4+ , visto pelo seu efeito de proteção contra danos oxidativos e por atuar como um dissipador de elétrons das membranas tilacóides minimizando fotodanos e estimulando a assimilação de CO2 em plantas de Jatropha Curcas.

ROCHA NETO, Odílio Coimbra da. Estimativa da condutividade elétrica por meio de dados hiperespectrais em solos afetados por sais. 2016. 117 f. : Tese (doutorado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia Agrícola, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, Fortaleza-CE, 2016. / Submitted by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-08-08T16:15:17Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_ocrochaneto.pdf: 3643209 bytes, checksum: f3daa9dd6a70b91cd6315eea748ed3c8 (MD5) / Approved for entry into archive by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-08-08T16:18:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_ocrochaneto.pdf: 3643209 bytes, checksum: f3daa9dd6a70b91cd6315eea748ed3c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-08T16:18:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_ocrochaneto.pdf: 3643209 bytes, checksum: f3daa9dd6a70b91cd6315eea748ed3c8 (MD5) Previous issue date: 2016 / Remote sensing data interpretation is based primarily on the spectral reflectance analysis of materials for wavelength ranging from visible to short wave infrared (400 to 2500nm). For this, one can use reflectance spectroscopy which is a technique capable of measuring, at different wavelengths, the electromagnetic energy reflected from the surface of materials and represent it in the form of a graph called spectral reflectance curve. The analytical power of this technique derives from the spectral information being correlated directly with the chemical composition and physical characteristics of the substances that makes the target. However, the large volume of information contained in a spectral signature increases the difficulty of analyzing it, especially if the dataset is made of images. Thus, computational models are expected to be a viable means of analyzing these spectral curves. The refore, the objective of this thesis is to evaluate the performance of different computational models, such as least squares (LS), multilayer perceptron (MLP) and extreme learning machine (ELM) artificial neural networks, trained on laboratory data to estimate the electrical conductivity of salty soils, and to apply them to a hyperspectral image of the field . This thesis was organized in three parts: first, the ability of computer models to estimate the electrical conductivity of saturation extract (ECse) based on electrical conductivity data from a 1:1 dilution (EC 1:1) is assessed; second, computing strategy for best estimating the electrical conductivity of soil samples using their spectral readings under laboratory conditions are evaluated; and finally, the performance of the best found model applied to an airborne SpecTIR sensor hyperspectral image collected at the Irrigated District of the Morada Nova was evaluated. To evaluate the proposed algorithms, soil samples were collected in the Morada Nova Irrigation District with a history of salinity. These samples were used for model calibration and validation. Spectral data were obtained using the spectroradiometer FieldSpec® 3Hi-Res, from 350 to 2500nm. In an attempt to improve the performance of the models, data transformation was applied using either principal component analysis or derivative analysis. The results show the best performance was produced by the linear model fitted by least squares algorithm applied to the raw data (no transformation), and the spectral bands selected to estimate the electrical conductivity were 395, 1642 and 1717 nm. To estimate the soil's electrical conductivity from SpecTIR's image sensor data, the model calibrated in the laboratory has proved to be feasible, generating a value o f 1.46 for RPD, and 0.80 for the Pearson correlation coefficient. Therefore, one can conclude that the calibrated models using samples in the laboratory are satisfactory for estimating EC based on hyperspectral images. / A interpretação de dados do sensoriamento remoto fundamenta-se, basicamente, na análise do comportamento da reflectância espectral dos materiais no intervalo de comprimento de onda do visível ao infravermelho de ondas curtas (400 a 2500 nm). Para isso, pode-se usar a espectrorradiometria de reflectância, que é uma técnica capaz de medir, em diferentes comprimentos de ondas, a energia eletromagnética refletida da superfície dos materiais e representá-la na forma de um gráfico denominado curva de reflectância espectral. O poder analítico desta técnica advém do fato da informação espectral se correlacionar diretamente com a composição química e com as características físicas das substâncias contidas no alvo. No entanto, o grande volume de informações contidas em uma assinatura espectral aumenta a dificuldade de analisá-la, principalmente quando se trabalha com imagens. Com isso, o emprego de modelos computacionais se mostra como uma saída viável para a análise de curvas espectrais. Dessa forma, o objetivo desta tese é avaliar o desempenho de diferentes modelos computacionais como: mínimos quadrados (MQ), rede neural artificial do tipo perceptron de múltiplas camadas (MLP) e máquina de aprendizagem extrema (ELM), treinados em laboratório para estimar a condutividade elétrica do solo, e aplicá-los em imagens de alta resolução espectral. Esta tese foi separada em três etapas onde foram avaliados: a capacidade dos modelos computacionais em estimar a condutividade elétrica do extrato de saturação (CEes) a partir de amostra de condutividade elétrica 1:1 (CE1:1); as estratégias computacionais que melhor estimam a condutividade elétrica de amostras de solo a partir de leituras espectrais de solos obtidas em laboratório; e testar desempenho da melhor estratégia obtida no passo anterior, aplicando-a em uma imagem do sensor aerotransportado SpecTIR, coletado na região do Perímetro Irrigado de Morada Nova. Para avaliação dos algoritmos, foram coletadas amostras de solos na região de Morada Nova com histórico de áreas afetadas por sais. Estas amostras foram utilizadas para a calibração e validação dos modelos. Dados espectrais foram obtidos utilizando o espectrorradiômetro FieldSpec® 4 Hi-Res, entre 350 a 2500 nm. Foi avaliado o ganho de performance dos modelos matemáticos pela transformação dos dados através da análise por componente principal e pela análise derivativa. Com os resultados obtidos, pôde-se observar que as melhores respostas foram alcançadas pelo modelo linear dos mínimos quadrados aplicados aos dados puros, onde as bandas selecionadas para estimar a condutividade elétrica foram de 395, 1642 e 1717 nm. Para estimar a condutividade elétrica do solo na imagem do sensor SpecTIR sobre a área de estudo, o modelo calibrado em laboratório se mostrou interessante, produzindo um RPD de 1,46 e um coeficiente de correlação de Pearson de 0,80. Com isso, conclui-se que os modelos calibrados utilizando amostras em laboratório são satisfatórios para estimar a CE de imagens hiperespectrais.

SILVA, Weslley Costa. Respostas do feijão-caupi à diferentes lâminas de irrigação com água salina e doses de biofertilizante. 2016. 71 f. Dissertação (Mestrado em Fitotecnia)- Universidade Federal do Ceará, 2016. / Submitted by Weslayne Nunes de Sales (weslaynesales@ufc.br) on 2016-08-26T14:53:14Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_wcsilva.pdf: 1811157 bytes, checksum: f9952bcfb5fe9603eab1f49971d0f115 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-08-26T18:27:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_wcsilva.pdf: 1811157 bytes, checksum: f9952bcfb5fe9603eab1f49971d0f115 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-26T18:27:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_wcsilva.pdf: 1811157 bytes, checksum: f9952bcfb5fe9603eab1f49971d0f115 (MD5) Previous issue date: 2016 / The objective of this study was to evaluate the responses of cowpea (Vigna Unguicullata L. Walp) produced under the effect of different irrigation with saline water and liquid biofertilizer doses. Held this experiment in an experimental area Federal Institute of Ceará, located in the municipality of Umirim - CE with the cultivar of cowpea “BRS Pujante”. The experiment obeyed in a randomized block, in a split plot, totaling sixteen treatments and four repetitions. The plot consisted application of four different irrigation water with saline water (75; 100; 125 and 150% of crop evapotranspiration - ETc) and the subplots consisted of four different biofertilizer doses (0; 60; 120 e 180ml/plant). To perform irrigation was using a system drip. The water utility is classified as C4S1 and has electrical conductivity 3.81 dS.m-1. The biofertilizer was prepared in aerobic system, using water and cattle manure in the proportions of 1:1. The doses used were divided in three applications, this being performed at 10, 40 and 70 days after sowing – DAS. To 15, 45 and 75 DAS, they were analyzed chlorophyll content A e B and gas exchange in plants of cowpea, and the end of the experiment the growth, productive components and grain yield per plant. The results were subjected to the analysis of variance by F and their means compared by test Tukey and regression analysis. The results showed significant interaction between factors, getting meaningful answers to 75 DAS for the chlorophyll A. For gas exchange dose 120ml / bio-fertilizer plant was the best interacted with the laminae to 15 and 45 DAS. To 75 DAS the water depth was significant, adjusting the linear model for photosynthesis and stomatal conductance and quadratic for the concentration internal CO2 and transpiration. For growth , the increase in water depth provided to increase dry matter and total leaf área, being observed respectively adding up 32,42 and 64%. The increase of biofertilizer dose provided increment the number of sheets , fitting the quadratic model and reaching peak on the dose of 80 ml/plant. The production of dry grains , the interaction between the factors was significant , with higher averages in the blades of 100% of ETc and reaching a production of 23.76 and 23.07 g under the doses of 0 and 60 ml/plant of biofertilizers, respectively. Thus the application of different irrigation responded significantly culture , observed higher values when applied blades above 100 % of the ETc. For biofertilizers its application did not respond significantly the variables analyzed. / O objetivo deste trabalho foi avaliar as respostas do feijão-caupi (Vigna Unguicullata L. Walp) produzido sob efeito de diferentes lâminas de irrigação com água salina e doses de biofertilizante líquido. Para isso realizou-se este experimento em uma área experimental do Instituto Federal do Ceará, localizado no município de Umirim - CE com a cultivar de feijão-caupi “BRS Pujante”. O experimento obedeceu ao delineamento em blocos ao acaso, em parcelas subdivididas, totalizando dezesseis tratamentos e quatro repetições. As parcelas consistiram na aplicação de 4 diferentes lâminas de irrigação com água salina (75; 100; 125 e 150% da evapotranspiração da cultura - ETc) e as subparcelas diferentes doses de biofertilizante bovino (0; 60; 120 e 180 ml/planta). Para realização da irrigação foi utilizado um sistema por gotejamento. A água utilizada foi classificada como C4S1 e possui condutividade elétrica de 3,81 dS.m-1. O biofertilizante foi preparado em sistema aeróbico, utilizando água e esterco bovino fresco nas proporções de 1:1. As doses utilizadas foram parceladas em três aplicações, sendo estas realizadas aos 10, 40 e 70 dias após a semeadura – DAS. Aos 15, 45 e 75 DAS, foram analisados o índice de clorofila A e B e trocas gasosas em plantas de feijão-caupi, e ao final do experimento o crescimento, os componentes produtivos e produção de grãos por planta. Os resultados obtidos foram submetidos a análise de variância pelo teste F e feito o teste de Tukey e análise de regressão. Os resultados demonstraram interação significativa entre os fatores, obtendo respostas significativas aos 75 DAS para o índice de clorofila A. Para as trocas gasosas, a dose 120 ml/planta de biofertilizante foi a que melhor interagiu com as lâminas de irrigação aos 15 e 45 DAS. Aos 75 DAS a lâmina de irrigação foi significativa, ajustando-se ao modelo linear para a fotossíntese e condutância estomática e quadrática para a concentração de interna de CO2 e transpiração. Para o crescimento, o aumento da lâmina de irrigação proporcionou aumento para a matéria seca total e área foliar, sendo observado respectivamente, acréscimo de até 32,42 e 64%. O aumento da dose de biofertilizante proporcionou incremento ao número de folhas, ajustando-se ao modelo quadrático e atingindo ponto máximo sobre a dose de 80 ml/planta. Quanto a produção de grãos secos, a interação entre os fatores se mostrou significativa, apresentando maiores médias sob a lâminas de 100% da ETc e atingindo uma produção de 23,76 e 23,07 g sob as doses de 0 e 60 ml/planta de biofertilizante, respectivamente. Desta forma à aplicação de diferentes lâminas de irrigação respondeu de forma significativa a cultura, sendo observados maiores valores quando aplicado lâminas acima de 100% da ETc. Para o biofertilizante sua aplicação não respondeu de forma significativa as variáveis analisadas.

BRANDÃO, D. B. Estimativa do fluxo de CO2 no oceano atlântico utilizando dados de navios e satélite. 2017. 68 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) - Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Geovane Uchoa (geovane@ufc.br) on 2017-11-08T12:56:25Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_dbbrandao.pdf: 3419682 bytes, checksum: 70206bc3abbb9f15ea4d2789af920f84 (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid (nadsa@ufc.br) on 2017-11-08T19:36:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_dbbrandao.pdf: 3419682 bytes, checksum: 70206bc3abbb9f15ea4d2789af920f84 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-08T19:36:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_dbbrandao.pdf: 3419682 bytes, checksum: 70206bc3abbb9f15ea4d2789af920f84 (MD5) Previous issue date: 2017 / Atmospheric carbon dioxide (CO2) is responsible for more than half of the warming potential of the greenhouse effect by anthropogenic emissions, and its basis is the conversion of the balance between sources and sinks. The ocean is one of the main CO2 sinks, which can also act as a source of CO2 for an atmosphere, depending on its concentration in the ocean. An analysis of ocean temperature and salinity data and CO2 fugacity (fCO2) are essential for an estimation of the CO2 flow without an ocean-atmosphere system, which enables a better understanding of the role of the oceans without climate, as well as the Variability of atmospheric CO2. Studies have shown that the Tropical Atlantic Ocean (TAO) is an important source of CO2 for an atmosphere but little is known about seasonal and interannual variability of its flux at the ocean-atmosphere interface, as well as the impact of atmospheric CO2 flux, due, for example, to anthropogenic effects. In order to contribute to a better understanding of the CO2 flux at the ocean-atmosphere interface in the Tropical Atlantic Ocean, for the calculation of fCO2 data, sea surface temperature (SST), sea surface salinity (SSM), obtained by voluntary observation vessels, which crossed the tropical Atlantic Ocean (15º S to 20º N) during the years 2008 to 2014, and wind speed data during this period were obtained from ECMWF re-examinations (European Center for Medium-Time Forecasting). As analyzes indicated that the interannual variability of CO2 fugacity generally presents an increase in the sampled period when considered as a study area as a whole. However, a presence of the InterTropical Convergence Zone (ITCZ) caused a decrease in fCO2sw (CO2 fugacity in seawater). This decrease is related to the rainfall characteristic of the ITCZ, which causes a decrease in SSM. A correlation between fCO2sw and SSM was significant (r = 0.7 ~ 0.9), consequently, resulting in CO2 absorption causing this region of the OAT to act as a sink for atmospheric CO2. It was also verified that, in some periods, a CO2 fugacity showed no correlation with a SST and SSM, which suggests an influence of other biophysical variables in the estimation of fugacity. The region between 10 o N and 20o N presents seasonally related behavior, acting as a sink in the months in which the TSM (December to May), presents smaller values in magnitude when compared to the other periods. On the other hand, when a TSM is higher (June to October), it acts as a source of CO2 for the atmosphere. On average, the CO2 flow from the ocean to the atmosphere in the sampled period was 0.84 μmol.m-2.d-1, confirming its performance as a source of CO2 for the atmosphere. An elaboration of a single pre-launch model of fCO2sw for the entire study region proved to be infeasible because the study region was presented, for example, as being linked to the current system of currents in the region. / O dióxido de carbono (CO2) atmosférico é responsável por mais da metade do potencial de aquecimento do efeito estufa por emissões antropogênicas, sendo sua concentração resultante do balanço entre fontes e sumidouros. O oceano é um dos principais reservatórios sumidouros de CO2, o qual também pode atuar como fonte de CO2 para a atmosfera, dependendo de sua concentração no oceano. A análise de dados de temperatura e salinidade de águas oceânicas e fugacidade do CO2 (fCO2), são essenciais para a estimativa do fluxo de CO2 no sistema oceano-atmosfera, o que possibilita uma melhor compreensão do papel dos oceanos no clima, bem como da variabilidade do CO2 atmosférico. Estudos tem demostrado que o oceano Atlântico Tropical (OAT) é uma importante fonte de CO2 para a atmosfera, porém pouco se sabe sobre a variabilidade sazonal e interanual de seu fluxo na interface oceano-atmosfera, bem como o impacto nesse fluxo diante do aumento do CO2 atmosférico, devido, por exemplo, aos efeitos antropogênicos. Com finalidade de contribuir para um melhor entendimento do fluxo de CO2, na interface oceano-atmosfera, no OAT, utilizou-se, para o cálculo desse fluxo dados de fCO2, temperatura da superfície do mar (TSM), salinidade da superfície do mar (SSM), obtidos por navios de observação voluntária, que cruzaram o oceano Atlântico Tropical (20 ºN a 15 ºS), durante os anos de 2008 a 2014, sendo que os dados de velocidade do vento, nesse período, foram obtidos a partir das reanalises do ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts). As análises indicaram que a variabilidade interanual da fugacidade de CO2 apresentou, de modo geral, aumento no período amostrado, quando considerado a área de estudo como um todo. Porém, a presença da Zona de Convergência InterTropical (ZCIT) ocasionou diminuição na fCO2sw (fugacidade do CO2 na água do mar). Esta diminuição está relacionada ao regime pluviométrico característico da ZCIT, que causa diminuição da SSM. A correlação obtida entre o fCO2sw e a SSM foi significativa (r = 0,7 ~ 0,9), consequentemente, resultando em absorção de CO2 fazendo com que essa região do OAT atue como sumidouro do CO2 atmosférico. Verificou-se também que, em alguns períodos, a fCO2 não apresentou correlação com a TSM e a SSM, o que sugere a influência de outras variáveis biofísicas na estimativa da fugacidade. A região entre 10o N e 20o N, apresenta comportamento relacionado à sazonalidade, atuando como sumidouro nos meses em que a TSM (dezembro a maio), apresenta valores menores em magnitude se comparado aos demais períodos do ano. Por outro lado, quando a TSM está mais elevada (junho a outubro), ela atua como fonte de CO2 para atmosfera. Em média o fluxo de CO2 do oceano para a atmosfera, no período amostrado, foi 0,84 mmol.m-2.d-1, confirmando sua atuação como fonte de CO2 para a atmosfera. A elaboração de um único modelo preditivo de fCO2sw para toda a região de estudo mostrou-se inviável, devido a região do estudo apresentar diferentes características, por exemplo, como as ligadas ao sistema de correntes atuantes na região.

ARAÚJO, L. F. de. Crescimento inicial do meloeiro frente às mudanças climáticas. 2017. 126. f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola)–Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Luís Camboim Neto (camboim@ufc.br) on 2017-11-07T17:50:40Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_lfaraujo.pdf: 2771942 bytes, checksum: 181493db2b5770533a55cfc8a9cc129c (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-11-13T15:25:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_lfaraujo.pdf: 2771942 bytes, checksum: 181493db2b5770533a55cfc8a9cc129c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-13T15:25:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_lfaraujo.pdf: 2771942 bytes, checksum: 181493db2b5770533a55cfc8a9cc129c (MD5) Previous issue date: 2017 / The future scenario of climate change, especially in the semi-arid region of northeastern Brazil, including the increase in temperature and CO2 concentration, reduction of water supply and desertification, causing salinization of water and soil, may have an impact on the melon crop management. Thus, the main goal is to evaluate the initial growth of melon crop in face of changes in CO2 concentration, temperature, salinity and irrigation depths in order to verify the impacts of climate change on culture, as well as to elucidate mechanisms of tolerance in order to assist in obtaining more productive materials. Two experiments were carried out at Embrapa Semiárido (Petrolina - PE) and the others experiments were conducted at Embrapa Agroindústria Tropical (Fortaleza - CE). Regarding the experiments in Petrolina, the first one was done in growth chambers under two different temperatures (37°C and 40°C), in which the design was entirely randomized with four replicates. In the second one, modified open top chambers (OTCs) were used in the field, with the following treatments: 1- Side plastic chamber plus CO2 addition (550 ppm); 2- Chamber with plastic and CO2 environment (360 ppm) and 3- Without plastic and ambient CO2 concentration (360 ppm). The experimental design was in blocks, with three replicates. In relation to the experiments in Fortaleza, two experiments were performed with interactions (temperature x irrigation levels and temperature x salinity) in protected environments and in split plots (2 x 5). Gaseous exchanges, growth variables and carbohydrate contents were measured for all experiments, growing yellow melon crop (Cv Goldex) until the flowering phase (initial growth). Regarding the results of the Petrolina experiments in low-radiation growth chambers, the gas exchanges were not altered with increasing temperature and the initial growth of the melon crop was moderately tolerant to high temperatures. The increase of CO2 in the OTCs, combined with the increase in temperature caused by plastic, caused a decrease in plant growth. Elevation of CO2 concentration resulted in an increase in transpiratory and photosynthetic rates of melon crop. Furthermore, under conditions of 550 ppm CO2 and average temperatures above 40°C, plants were negatively affected as to their growth. In relation to the interaction among environmental factors, the 80-90% ETc (59 to 66.5 mm) depths with the mean temperature of 31.4°C allowed for greater growth of the plants in the vegetative phase (up to 28 DAT). Regarding the salinity experiment, the best interaction for the melon growth in the vegetative phase (up to 21 DAT) was observed in the protected environment with lower temperature (30.4°C). In summary, it can be seen that salinity affected the melon crop more when compared to the damages caused by water availability. In relation to the average temperature of the environment, the plants were moderately tolerant when there was an increase of 0.8°C, combined with a reduction of up to 20% of the water availability. This, in turn, when salinity was applied, an increase of only 0.3°C was more deleterious, causing lower growth and consequently lower fruit production. / O cenário futuro de mudanças climáticas, principalmente no semiárido nordestino, incluindo a elevação da temperatura e da concentração de CO2, diminuição da disponibilidade hídrica e desertificação, ocasionando salinização da água e do solo, poderá causar impacto no manejo do meloeiro. Dessa forma, objetiva-se avaliar o crescimento inicial de plantas de meloeiro frente às mudanças na concentração de CO2, temperatura, salinidade e lâminas de irrigação, visando verificar os impactos da mudança climática sobre a cultura, como também elucidar mecanismos de tolerância, de forma a auxiliar na obtenção de materiais mais produtivos. Dois experimentos foram realizados na Embrapa Semiárido (Petrolina – PE) e outros dois foram conduzidos na Embrapa Agroindústria Tropical (Fortaleza – CE). Em relação aos experimento em Petrolina, o primeiro foi feito em câmaras de crescimento sob duas temperaturas diferentes (37°C e 40°C), em que o delineamento foi inteiramente ao acaso com quatro repetições. Já no segundo, foram utilizadas câmaras de topo aberto modificadas (CTAs) em campo, com os seguintes tratamentos: 1- Câmara com plástico lateral mais adição de CO2 (550 ppm); 2- Câmara com plástico e CO2 ambiente (360 ppm) e 3- Sem plástico e CO2 ambiente (360 ppm). O delineamento experimental foi em blocos, com três repetições. Já em relação aos experimentos em Fortaleza, foram feitos dois experimentos com interações (temperatura x lâminas de irrigação e temperatura x salinidade) em ambientes protegidos e em vasos, em parcelas subvivididas (2 x 5). Foram mensuradas as trocas gasosas, as variáveis de crescimento e os teores de carboidratos para todos os experimentos, cultivando plantas de meloeiro amarelo (cv. Goldex) até a fase de floração (crescimento inicial). Em relação aos resultados dos experimentos de Petrolina, em câmaras de crescimento com baixa radiação, as trocas gasosas não foram alteradas com o aumento da temperatura e o crescimento inicial do meloeiro se mostrou moderadamente tolerante às altas temperaturas. O incremento de CO2 nas CTAs, aliado ao aumento da temperatura provocado pelo plástico, provocou um decréscimo no crescimento das plantas. A elevação da concentração de CO2 proporcionou um aumento nas taxas transpiratórias e fotossintéticas das plantas de meloeiro. Além disso, em condições de 550 ppm de CO2 e temperaturas médias acima de 40°C, as plantas foram afetadas negativamente quanto ao seu crescimento. Já em em relação à interação entre fatores ambientais, as lâminas de 80 a 90% da ETc (59 a 66,5 mm) com a média de temperatura de 31,4°C foi a que possibilitou maior crescimento das plantas na fase vegetativa (até os 28 DAT). Para o experimento com salinidade, a melhor interação para o crescimento do meloeiro na fase vegetativa (até os 21 DAT) foi observada no ambiente protegido com menor temperatura (30,4°C) e salinidade abaixo de 1,5 ds m-1. Em síntese, percebe-se que a salinidade afetou mais as plantas do meloeiro, quando se compara aos danos causados pela disponibilidade hídrica. Em relação à temperatura média do ambiente, as plantas foram moderadamente tolerantes quando houve aumento de 0,8°C, aliado a uma redução de até 20% da disponibilidade hídrica. Por sua vez, quando se aplicou a salinidade, um aumento de apenas 0,3°C foi mais deletério, causando menor crescimento e por conseguinte menor produção de frutos.

LIMA, Beatriz de Sousa e. Tolerância de genótipos de Vigna unguiculata ao estresse salino: integração dos mecanismos moleculares, fisiológicos e bioquímicos. 2017. 139 f. Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Coordenação PGBioquímica (pg@bioquimica.ufc.br) on 2017-11-08T19:30:39Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_bselima.pdf: 8023473 bytes, checksum: 3a7160a365e703abea25a6d6c7065072 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-11-14T17:40:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_bselima.pdf: 8023473 bytes, checksum: 3a7160a365e703abea25a6d6c7065072 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-14T17:40:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_bselima.pdf: 8023473 bytes, checksum: 3a7160a365e703abea25a6d6c7065072 (MD5) Previous issue date: 2017 / Agricultural production has become a challenge in the arid and semi-arid regions of the world, as a result of the constant incidence of adverse environmental factors, such as abiotic stresses. Among them, the excess of salts in the soil is characterized by severely limiting the growth and development of the plants, causing serious damages due to the low yield of the crops. In this scenario, the selection of cultivars tolerant to salinity and / or genetic engineering of plants emerge as strategies of great importance. However, because stress tolerance is a multigenic phenomenon, the selection / identification of metabolic pathways, molecular markers and potential gene products constitute a challenge for studies on saline stress in plants. The present research was developed with the objective of integrating the molecular, biochemical and physiological mechanisms involved in the tolerance of cowpea (Vigna unguiculata) plants to saline stress. For this, plants of two genotypes of V. unguiculata endowed with differential tolerance to saline stress, Pitiúba and TVU, were used as experimental model. Saline stress promoted severe reductions in plant growth of both genotypes; however, increased biomass production under salinity was observed in TVU genotypes throughout the experimental period (8 and 16 days). The best performance of the TVU plants was attributed to the higher efficiency of the photosynthetic machinery, evidenced by the higher CO2 assimilation rates and by the higher photochemical efficiency of photosystem II (↑ electron transport rate - ETR and ↑ photochemical quenching - qP). In addition, in the presence of NaCl, the high photosynthetic efficiency coincided with the higher pigment content involved in the energy absorption of both chlorophyll a, b and total as well as carotenoids. Such responses were accompanied by increases in the expression of the PGR5-like protein 1A, HEMA (Glutamyl-tRNA reductase-binding protein), Light-harvesting complex I chlorophyll, as well as several structural genes of the thylakoidal CTE. TVU plants also limited the excessive accumulation of Na + in the stems and leaves and, consequently, established a higher K + / Na + ratio under stress. The results suggest that the control of ionic homeostasis was due to the efficient activation of defense routes, involving mechanisms of exclusion and Na + compartmentalization, since there was an increase in the expression of genes encoding SOS route components and V-ATPase genes. In addition, lower oxidative damages (↓ MDA) were observed in plant tissues of the TVU genotype, a result of the effective action of enzymatic and non-enzymatic antioxidants. The higher activity of the SOD, APX and GPX enzymes was correlated with the expression of the DEAD-box and Glutathione peroxidase genes. In this genotype, genes involved in auxin signaling (IAA), jasmonic acid (JA), gibberellins (GA), ethylene (ETHY), abscisic acid (ABA), H2O2, CIPK (CIPK3 and CIPK14) and innumerable transcription factors for example WRKY, MYB and bZIP) may have operated in the intricate network of responses that culminated in greater tolerance to salt stress. In contrast, the higher sensitivity of the Pitiúba genotype to saline stress was associated with the lower efficiency of the photosynthetic machinery and the excessive accumulation of toxic ions in the aerial tissues. Under salinity, decreases in CO2 assimilation rates were due to severe damage to the photosynthetic apparatus, since the maximum quantum efficiency of PSII (Fv / Fm) was seriously compromised shortly after the onset of stress, and this effect was intensified with the imposition of saline treatment. Associated with this, there was a progressive reduction in the effective quantum efficiency of the PSII (φPSII), which was accompanied by decreases in the ETR, as well as by the greater non-photochemical dissipation of electrons, especially in the last times of analysis. Another determinant factor for the lower efficiency of the photosynthetic machinery was the low accumulation of photosynthetic pigments, which probably resulted in the accumulation of energy in PSII and the higher production of reactive oxygen species (ROS). This phenomenon may have caused damage to cell membranes (↑ MDA), which intensified the degradation of the photosynthetic pigments and other structural components of the photosystems. As a result of the lower photochemical efficiency, photosynthetic rates (CO2 assimilation) were seriously compromised by salinity, which consequently restricted plant growth. The results of RNAseq demonstrated that Pitiúba plants also triggered an arsenal of genes in response to stress, including those focused on the control of ionic and redox homeostasis, photosystem repair, hormones, transcription factors, among others. However, such mechanisms were not sufficient to mitigate the deleterious effects of NaCl and the plants were highly sensitive to salt stress. In the present study, the main metabolic pathways involved in the tolerance to salinity of V. unguiculata plants were identified, as well as potential genes for genetic improvement studies. / A produção agrícola tem se tornado um desafio nas regiões áridas e semi-áridas de todo o mundo, resultado da incidência constante de fatores ambientais adversos, como é o caso dos estresses abióticos. Dentre eles, o excesso de sais no solo caracteriza-se por limitar severamente o crescimento e desenvolvimento das plantas, acarretando graves prejuízos devido ao baixo rendimento das culturas. Nesse cenário, a seleção de cultivares tolerantes à salinidade e/ou a engenharia genética de plantas emergem como estratégias de grande importância. Todavia, como a tolerância ao estresse é um fenômeno de natureza multigênica, a seleção/identificação das vias metabólicas, marcadores moleculares e de potenciais produtos gênicos constituem um desafio para os estudos sobre estresse salino em plantas. A presente pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de integrar os mecanismos moleculares, bioquímicos e fisiológicos envolvidos na tolerância de plantas de feijão-caupi (Vigna unguiculata) ao estresse salino. Para isso, plantas de dois genótipos de V. unguiculata dotados de tolerância diferencial ao estresse salino, Pitiúba e TVU, foram utilizadas como modelo experimental. O estresse salino promoveu reduções severas no crescimento das plantas de ambos os genótipos, contudo, uma maior produção de biomassa sob salinidade foi observada nas plantas do genótipo TVU, ao longo de todo o período experimental (8 e 16 dias). O melhor desempenho das plantas TVU foi atribuído a maior eficiência da maquinaria fotossintética, evidenciada pelas maiores taxas de assimilação de CO2 e pela maior eficiência fotoquímica do fotossistema II (↑ taxa de transporte de elétrons – ETR e ↑ quenching fotoquímico - qP). Além disso, na presença de NaCl, a elevada eficiência fotossintética coincidiu com o maior conteúdo de pigmentos envolvidos na absorção de energia, tanto de clorofila a, b e total quanto de carotenoides. Tais respostas foram acompanhadas por incrementos na expressão dos genes PGR5-like protein 1A, HEMA (Glutamyl-tRNA reductase-binding protein), Light-harvesting complex I chlorophyll, bem como de vários genes estruturais da CTE tilacoidal. Plantas TVU também limitaram o acúmulo excessivo de Na+ nos caules e folhas e, consequentemente, estabeleceram maior relação K+/Na+ sob estresse. Os resultados sugerem que o controle da homeostase iônica foi decorrente da ativação eficiente de rotas de defesa, envolvendo mecanismos de exclusão e compartimentalização de Na+, pois houve aumento na expressão de genes que codificam componentes da rota SOS e de genes da V-ATPase. Aliado a isso, observou-se menores danos oxidativos (↓ MDA) nos tecidos das plantas do genótipo TVU, resultado da ação efetiva de antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos. A maior atividade das enzimas SOD, APX e GPX foi correlacionada com a expressão dos genes DEAD-box e Glutathione peroxidase. Nesse genótipo, os genes envolvidos na sinalização por auxinas (IAA), ácido jasmônico (JA), giberelinas (GA), etileno (ETHY), ácido abscísico (ABA), H2O2, CIPK (CIPK3 e CIPK14) e inúmeros fatores de transcrição (por exemplo, WRKY, MYB e bZIP) podem ter atuado na rede intricada de respostas que culminou na maior tolerância ao estresse salino. Contrariamente, a maior sensibilidade das plantas do genótipo Pitiúba ao estresse salino foi associada com a menor eficiência da maquinaria fotossintética e o acúmulo excessivo de íons tóxicos nos tecidos aéreos. Sob salinidade, os decréscimos nas taxas de assimilação de CO2 foram resultado de danos severos ao aparato fotossintético, pois a eficiência quântica máxima do PSII (Fv/Fm) foi seriamente comprometida logo após o início do estresse, sendo esse efeito intensificado com a imposição do tratamento salino. Associado a isso, houve uma redução progressiva na eficiência quântica efetiva do PSII (ϕPSII), que foi acompanhada por decréscimos na ETR, bem como pela maior dissipação não fotoquímica de elétrons, principalmente nos últimos tempos de análise. Outro fator determinante para a menor eficiência da maquinaria fotossintética foi o baixo acúmulo de pigmentos fotossintéticos, o que provavelmente resultou no acúmulo de energia no PSII e na maior produção de espécies reativas de oxigênio (EROs). Esse fenômeno pode ter ocasionado danos as membranas celulares (↑ MDA), o que intensificou a degradação dos pigmentos fotossintéticos e de outros componentes estruturais dos fotossistemas. Como resultado da menor eficiência fotoquímica, as taxas fotossintéticas (assimilação de CO2) foram seriamente comprometidas pela salinidade o que, consequentemente, restringiu o crescimento das plantas. Os resultados do RNAseq demonstraram que as plantas Pitiúba também acionaram um arsenal de genes em resposta ao estresse, incluindo aqueles voltados para o controle da homeostase iônica e redox, reparo dos fotossistemas, hormônios, fatores de transcrição, dentre outros. Entretanto, tais mecanismos não foram suficientes para mitigar os efeitos deletérios do NaCl e as plantas foram altamente sensíveis ao estresse salino. No presente estudo foram identificadas as principais vias metabólicas possivelmente envolvidas na tolerância à salinidade de plantas de V. unguiculata, além de genes potenciais para estudos de melhoramento genético de plantas

ARAGÃO, R. M. Mecanismos cinéticos de inibição da absorção de nitrato em raízes de feijão caupi expostas à salinidade. 2008. 60 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Solos e Nutrição de Plantas) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-09-18T22:16:00Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_rmaragão.pdf: 659022 bytes, checksum: 63c118e711fa0ae2011bd1ad0eec124e (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-09-24T17:10:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_rmaragão.pdf: 659022 bytes, checksum: 63c118e711fa0ae2011bd1ad0eec124e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-24T17:10:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_rmaragão.pdf: 659022 bytes, checksum: 63c118e711fa0ae2011bd1ad0eec124e (MD5) Previous issue date: 2008 / Nitrate uptake is a process dependent on the influx/ efflux relationship in the plasma membrane of roots cells. The balance between these two processes may affect the NO3- acquisition in plants exposed to salt stress. Unfortunately, we do not know the mechanisms of inhibition of NO3- uptake in the presence of excess Na + and Cl- ions, a common situation in saline-sodium soil. The objective was to evaluate the effect of salinity on the NO3- influx and efflux mechanisms in cowpea roots, building the uptake kinetics in the presence of ion and osmotic agents. Cowpea roots were excised for nitrate influx and efflux measurements in time-course and NO3- levels experiments. In plants pre-treated with 50 and 100 mM NaCl, NO3- influx and eflux kinetics has been altered, compared with plants not pre-treated roots: inducing pronounced effects on both processes, inhibiting the influx and stimulating the efflux. The NaCl inhibitory effect on the NO3- influx was dependent on the dose of salt. The 100 mM NaCl reduced the value of Vmax (control) of 12.35 to 7.14 and the Km value remained unchanged (3.05 and 3.21, respectively), showing a non-competitive inhibition. Interestingly, the Na2SO4 100 mM caused the same inhibition of NaCl, but 100 mM KCl caused an incompetitive inhibition, reducing Vmax and Km. In order to check the osmotic effects components by salinity, it was observed that PEG and Mannitol caused a competitive inhibition, increasing the Km (from 3.01(control) to 6.21 7.35 for PEG and Mannitol, respectively) and maintaining Vmax below the control. The NaCl inhibitory effect was more intense on NO3- uptake low affinity system (60%) than on the high-affinity system (45%). The NaCl and mannitol effects on the high affinity system, both in 100 mM, were similar to each other inhibition type: Vmax reduced both and increased the Km. When NaCl, PEG and mannitol isosmotic concentrations were tested (Ψos= - 0.23 MPa), it was found that the first two induced efflux increases (15 and 34% respectively), whereas, unexpectedly, Mannitol caused a reduction of 40%, all compared to control. In conclusion, the salinity caused reduction in net NO3- uptake in cowpea roots through reduction in the influx and efflux increases. In the influx, there is a non competitive inhibition with the Cl-in both low and high affinity systems. Apparently, the osmotic component is more important inhibiting the NO3- uptake, but apparently, the salt type (ions) also interferes in the process. Meanwhile, more studies are needed to shed light on the mechanisms involved in inhibition. / A absorção líquida de nitrato é um processo dependente da relação influxo/efluxo na membrana plasmática das raízes. O balanço entre esses dois processos pode afetar a aquisição de nitrato em plantas expostas ao estresse salino. Infelizmente, ainda não se conhece os mecanismos de inibição da absorção de nitrato na presença de excesso de íons Na+ e Cl-, situação comum nos solos salinos sódicos. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da salinidade sobre os mecanismos de influxo e efluxo de NO3- em raízes de feijão caupi, caracterizando-se a cinética da absorção na presença de agentes iônicos e osmóticos. Raízes de feijão caupi foram destacadas e incubadas para as mensurações de influxo e efluxo de NO3- em experimentos de tempo e níveis de nitrato variados. O pré-tratamento das plantas com 50 e 100 mM de NaCl alterou a cinética de influxo e efluxo de nitrato, comparando-se com raízes de plantas não pré-tratadas: induzindo efeitos mais pronunciados sobre ambos processos, inibindo o influxo e estimulando o efluxo. O efeito inibitório do NaCl sobre o influxo de nitrato foi dependente da dose do sal. O NaCl 100 mM reduziu o valor de Vmax de 12,35 (controle) para 7,14 e manteve o valor de Km praticamente inalterado (3,05 e 3,21, respectivamente), evidenciando uma inibição do tipo não competitiva. Interessantemente, o Na2SO4 100 mM causou o mesmo tipo de inibição do NaCl mas o KCl 100 mM causou uma inibição incompetitiva, reduzindo simultaneamente Vmax e Km. No sentido de verificar os efeitos da componente osmótica da salinidade, observou-se que PEG e Manitol causaram inibição do tipo aproximadamente competitiva, aumentando o Km (de 3,01 do controle para 6,21 e 7,35 para PEG e Manitol, respectivamente), e mantendo Vmax ligeiramente abaixo do controle. O efeito inibitório do NaCl foi mais intenso sobre o sistema de baixa afinidade de absorção de nitrato (60%) do que sobre o de alta afinidade (45%). Os efeitos do NaCl e Manitol sobre o sistema de alta afinidade, ambos em 100 mM, foram semelhantes entre si no tocante ao tipo de inibição: ambos reduziram Vmax e aumentaram os valores de Km. Quando concentrações isosmóticas de NaCl, PEG e manitol (Ψos= - 0,23 MPa) foram testadas, verificou-se que os dois primeiros induziram aumentos no efluxo (15 e 34%, respectivamente), enquanto que, inesperadamente, o manitol causou uma redução de 40%, todos comparados ao controle. Concluindo, a salinidade causa redução na absorção líquida de NO3- em raízes de feijão caupi através de redução no influxo e aumento no efluxo. No influxo, ocorre uma inibição não-competitiva com o Cl-, tanto no sistema de baixa como no de alta afinidade. Aparentemente, o componente osmótico é mais importante na inibição da absorção de nitrato, mas aparentemente o tipo de sal (íons) também interfere no processo. Entretanto, mais estudos são necessários para esclarecer completamente os mecanismos envolvidos na inibição.

LIMA, A. B. Respostas oxidativas em plantas de arroz duplamente silenciadas em APX citosólica submetidas a estresses abióticos. 2011. 117 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-10-17T19:13:39Z No. of bitstreams: 1 2011_tese_ablima.pdf: 2803999 bytes, checksum: ab4a07dd7f7f49300f45b71a76c43628 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-01-20T16:56:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_tese_ablima.pdf: 2803999 bytes, checksum: ab4a07dd7f7f49300f45b71a76c43628 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-20T16:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_tese_ablima.pdf: 2803999 bytes, checksum: ab4a07dd7f7f49300f45b71a76c43628 (MD5) Previous issue date: 2011 / O H2O2 é tido como molécula sinalizadora de vários eventos celulares e seu nível endógeno é controlado pelas diferentes isoformas de APX e CAT que estão distribuídas na célula vegetal. No presente estudo, foram utilizadas diferentes abordagens visando um melhor entendimento do papel das isoformas citosólicas de APX, consideradas por muitos autores as isoformas mais importantes dentre as APXs, e sua sincronia com CAT, tendo em vista que estas são as principais removedoras do H2O2 intracelular. Inicialmente, foi observado que plantas de arroz submetido à combinação de estresse salino e alta temperatura apresentaram modulação positiva da atividade de APX associada com menor acúmulo de H2O2. Intrigantemente, plantas duplamente silenciadas nas isoformas de APX citosólica (APx1/2s) apresentaram desenvolvimento normal em condições controle. Em condições estressantes, as APx1/2s exibiram um mecanismo antioxidativo compensatório mediado principalmente pelas isoformas de GPX citosólica e cloroplástica juntamente com antioxidantes não enzimáticos. Além disso, as APx1/2s submetidas a inibição irreversível de CAT apresentaram melhor desempenho fotossintético e menores danos oxidativos que plantas que continham a APX citosólica, CAT ou ambas indicando que outros mecanismos compensatórios foram ativados para mitigar os possíveis efeitos negativos do acúmulo de H2O2. Tomados em conjunto, os dados indicam que as isoformas citosólicas de APX não são as enzimas mais importantes no controle dos níveis de H2O2, visto que plantas com ausência destas isoformas completam o ciclo de vida e são capazes de enfrentar situações de estresse. Além disso, é possível afirmar que a ação coordenada das isoformas de GPX, juntamente com ascorbato e glutationa reduzidos, podem ser os responsáveis pela manutenção do equilíbrio redox celular em condições estressantes em plantas de arroz, diferente do que é noticiado para a planta-modelo Arabdopsis.

ABREU, C. E. B. Análise fisiológica, bioquímica e proteômica de respostas ao estresse salino em plantas de feijão de corda [Vigna unguiculata (L.) Walp.]. 2012. 151 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-11-04T22:57:25Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_cebabreu.pdf: 2996708 bytes, checksum: e87314913b5259395d2f145cb5cb481e (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-01-20T14:27:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_cebabreu.pdf: 2996708 bytes, checksum: e87314913b5259395d2f145cb5cb481e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-20T14:27:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_cebabreu.pdf: 2996708 bytes, checksum: e87314913b5259395d2f145cb5cb481e (MD5) Previous issue date: 2012 / In the present work, an integrated physiological, biochemical and proteomic analysis on cowpea (an economically important species) was carried out in order to understand the responses of plants to salinity. Two experiments were conducted in a greenhouse under hydroponic conditions, using two cultivars of cowpea (Vigna unguiculata) with differential tolerance to salt stress: Pitiuba (tolerant) and TVu 2331 (sensitive). In the first experiment, we evaluated the physiological (growth, gas exchange, relative water content, chlorophyll content, chlorophyll fluorescence) and biochemical (ions and organic solutes accumulations) changes induced by increasing levels of salinity (50, 75 and 100 mM NaCl), as well as the influences of stress two-dimensional (2D) protein patterns in leaves tissues. The results showed the existence of contrasting responses between the cultivars studied, especially with respect to inhibition of shoot growth and the accumulation of compatible solutes, which were higher in TVu. However, salinity did not alter the fluorescence parameters in both genotypes. The global analysis of 2D protein patterns showed that increasing levels of NaCl differentially alter the expression pattern of proteins in leaves, with larger changes in dose 100 mM NaCl. Nevertheless, in the second experiment, the moderate dose of salt with 75 mM NaCl was chosen as the reference dose for the study of changes in the proteome during salt stress and recovery. Salinity altered the expression of 22 protein spots in Pitiuba. Of these spots, the identities of 10 (6 up-regulated and 4 down-regulated) were determined by liquid chromatography electro-spray ionization tandem mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS). In TVU changes were observed in 27 spots being the identity determined for 9 (5 up-regulated and 4 down-regulated). Besides these, 5 spots that kept their rates expressions in salinity conditions in Pitiúba were also identified. The majority of the identified proteins is related to the process of photosynthesis, performing enzymatic functions or participating in the molecular constitution of photosystems. Proteins with protective role against stress such as chaperones and enzymes of oxidative stress (SOD) were identified, as well as calreticulin, which are probably involved in signal transduction network. In addition, during recovery treatments homeostasis mechanisms of plants to new conditions restored the levels of certain proteins, suggesting their participation in the process of acclimation to salt stress. Overall, results provide some additional information that can lead to a better understanding of the molecular basis of salt tolerance or sensitivity in cowpea plants. / No presente trabalho foi realizado um estudo integrado de fisiologia, bioquímica e proteômica comparativa em feijão de corda, uma cultura de grande valor econômico, com o objetivo de entender respostas de aclimatação das plantas à salinidade. Para tanto, dois experimentos foram conduzidos em casa de vegetação, sob condições hidropônicas, utilizando dois cultivares de feijão de corda (Vigna unguiculata) com tolerância diferencial ao estresse salino: Pitiúba (tolerante) e TVu 2331 (sensível). No primeiro experimento foram avaliadas as mudanças fisiológicas (crescimento, trocas gasosas, teor relativo de água, teor de clorofila, fluorescência da clorofila) e bioquímicas (acúmulo de íons e solutos orgânicos em folhas e raízes e padrão de expressão protéico foliar) induzidas por concentrações crescentes de salinidade (NaCl a 50, 75 e 100 mM). Os resultados demonstraram a existência de respostas contrastantes entre os cultivares estudados, especialmente com relação à inibição do crescimento da parte aérea e ao acúmulo de solutos compatíveis, os quais foram maiores no TVu. Contudo, a salinidade não alterou os parâmetros de fluorescência da clorofila em ambos os cultivares. Concentrações crescentes de NaCl alteraram de forma diferencial o padrão de expressão de proteínas nas folhas, com maiores alterações na dose 100 mM de NaCl. Apesar disso, no segundo experimento, a concentração moderada de sal com NaCl a 75 mM foi escolhida como referência para o estudo das mudanças no proteoma durante o estresse salino e após um período pós-estresse (recuperação). A salinidade modificou a expressão de 22 “spots” protéicos no Pitiúba, dos quais 10 (6 que aumentaram e 4 que diminuíram) tiveram suas identidades determinadas por espectrometria de massas acoplada a cromatografia líquida (LC-ESI-MS/MS). No TVu foram observadas mudanças em 27 “spots”, sendo determinada a identidade de 9 (5 que aumentaram e 4 que diminuíram). Além destes, 5 “spots” que mantiveram suas taxas de expressões em condições de salinidade no Pitiúba também foram identificados. A maioria das proteínas identificadas está relacionada com o processo de fotossíntese, realizando funções enzimáticas ou participando da constituição molecular dos fotossistemas. Proteínas com papel protetor contra o estresse, como chaperonas e enzimas do estresse oxidativo (SOD) foram identificadas, assim como a calreticulina, que provavelmente está envolvida em processos de transdução de sinal. Em adição, foi possível observar que durante a recuperação das plantas os mecanismos de homeostase às novas condições restabeleceram os níveis de algumas proteínas, o que sugere a participação delas no processo de aclimatação ao estresse salino. No geral, os resultados fornecem informações adicionais que podem levar a uma melhor compreensão das bases moleculares da tolerância ou sensibilidade de plantas de feijão de corda à salinidade.