A Solanum lycocarpum é uma planta encontrada em quase todos os estados do Brasil, podendo ser ingerida por animais em idade fértil e em condições naturais. Os frutos desta planta possuem glicoalcalóides esteroidais com propriedades semelhantes aos esteróides. Neste estudo investigou-se os efeitos na esfera reprodutiva causados pela ingestão de S. lycocarpum durante a puberdade de ratos. Os frutos secos foram administrados na ração (10%) desde o desmame até a idade adulta (70dias). Foram avaliados o peso corpóreo e de órgãos, o comportamento e a orientação sexual, os níveis de hormônios sexuais nas fezes, a bioquímica sérica, os níveis de neurotransmissores centrais e os achados anatomopatológico, tanto de ratos machos como de fêmeas. Observou-se os seguintes resultados: 1) Redução no peso corpóreo dos machos e das fêmeas; 2) Em machos, o peso relativo aumentou nos epidídimos, vesícula seminal e testículos; 3) Não houve diferenças no hemograma entre os grupos controle e experimental de ambos os sexos; 4) Alterações na bioquímica sangüínea sugerem leve toxicidade em células musculares e hepática; 5) Em fêmeas, não constatou-se nenhuma alteração no ciclo estral e no comportamento sexual; enquanto nos machos houve melhora do comportamento sexual e 6) Os níveis de neurotransmissores do estriado foi modificado mas não os do hipotálamo. Esses achados indicam que a exposição a S. lycocarpum durante a puberdade prejudicou parâmetros da esfera reprodutiva, em particular, dos machos. / Solanum lycocarpum St. Hil, a toxic plant common in almost all states of Brazil, may be consumed by animals in fertile age and in natural condition. The fruits of this plant contain steroidal glycoalkaloids with steroid-like properties. Presently the reproductive effects of S. lycocarpum fruit ingestion during puberty were investigated. The dried fruits were administered in the diet (10%) from the weaning up to adult age (70 days). The body and organs weights, sexual behavior as well as sexual orientation, the feces hormonal levels, hemogram and biochemical blood evaluations, hypothalamic and striatal neurotransmitter levels, and anatomopathological studies of male and female rats were performed. The results showed: 1) a reduced body weight in male and female; 2) in male, an increased epydidimis, seminal vesicle and testis relative weights; 3) no differences of controls and experimental groups of both sex in the hemogram; 4) blood biochemical alterations meaning slight toxicity in muscular and hepatic cells; 5) in female, no interference was detected in estrous cycle and sexual behavior; an improvement of male sexual behavior was observed; 6) that striatal neurotransmitter levels were modified but not in the hypothalamus. These results indicate that exposure to S. lycocarpum during puberty prejudiced the reproductive system, particularly in male rats.

In dieser Arbeit wurden verschiedene Ansätze verfolgt, um das Verständnis des Saccharose-zu-Stärke Stoffwechselweges in sich entwickelnden Kartoffelknollen zu untersuchen. Zunächst wurde ein induzierbares Genexpressions-System aus dem Schimmelpilz Aspergillus nidulans für die Untersuchung des Metabolismus von Kartoffelknollen optimiert. Es wurde herausgefunden, dass dieses sogenannte alc system schneller auf Acetaldehyd reagiert als auf Ethanol, und dass Acetaldehyd weniger Seiteneffekte auf den Metabolismus hat. Die optimalen Induktionsbedingungen wurden dann benutzt um die Effekte einer zeitlich kontrollierten zytosolischen Expression einer Hefe-Invertase auf den Metabolismus der Kartoffelknolle zu untersuchen. Die beobachteten Unterschiede zwischen induzierter und konstitutiver Expression der Invertase führten zu der Feststellung, dass die Glycolyse erst induziert wird nachdem ein ATP-Mangel durch erhöhtes Saccharose-Cycling kreiert wurde. Weiterhin lassen die Ergebnisse darauf schließen, dass Maltose in der Kartoffelknolle eher ein Produkt der Kondensation zweier Glucose-Einheiten ist statt ein Produkt des Stärke-Abbaus zu sein. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde gezeigt, dass die Expression einer Hefe-Invertase in der Vakuole von Kartoffelknollen ähnliche Effekte auf deren Metabolismus hat wie die Expression des gleichen Enzymes im Apoplasten. Diese Beobachtung ist ein weiterer Beleg für die Präsenz eines Mechanismus, bei dem Saccharose mittels Endozytose in die Vakuole aufgenommen wird anstatt über Transporter direkt ins Zytosol aufgenommen zu werden. Zum Schluß wird ein kinetisches Modell des Saccharose-Abbaus vorgestellt, das in der Lage ist diesen Teil des Stoffwechsels der Kartoffelknolle quantitativ zu simulieren. Weiterhin kann dieses Modell die metabolischen Effekte der Einführung einer Hefe-Invertase in das Zytosol von Kartoffelknollen mit erstaunlicher Präzision vorhersagen. Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass induzierbare Genexpression sowie Computermodelle von Stoffwechselwegen nützliche Hilfsmittel für eine Verbesserung des Verständnisses des Pflanzenmetabolismus sind. / In this work different approaches are undertaken to improve the understanding of the sucrose-to-starch pathway in developing potato tubers. At first an inducible gene expression system from fungal origin is optimised for the use of studying metabolism in the potato tuber. It is found that the alc system from Aspergillus nidulans responds more rapidly to acetaldehyde than ethanol, and that acetaldehyde has less side-effects on metabolism. The optimal induction conditions then are used to study the effects of temporally controlled cytosolic expression of a yeast invertase on metabolism of potato tubers. The observed differences between induced and constitutive expression of the invertase lead to the conclusion that glycolysis is induced after an ATP demand has been created by an increase in sucrose cycling. Furthermore, the data suggest that in the potato tuber maltose is a product of glucose condensation rather than starch degradation. In the second part of the work it is shown that the expression of a yeast invertase in the vacuole of potato tubers has similar effects on metabolism than the expression of the same enzyme in the apoplast. These observations give further evidence to the presence of a mechanism by which sucrose is taken up via endocytosis to the vacuole rather than via transporters directly to the cytosol. Finally, a kinetic in silico model of sucrose breakdown is presented that is able to simulate this part of potato tuber metabolism on a quantitative level. Furthermore, it can predict the metabolic effects of the introduction of a yeast invertase in the cytosol of potato tubers with an astonishing precision. In summary, these data prove that inducible gene expression and kinetic computer models of metabolic pathways are useful tools to greatly improve the understanding of plant metabolism.

In der vorliegenden Arbeit wurden cDNAs, kodierend für bisher unbekannte stärkeabbauende Enzyme, aus Kartoffel isoliert und funktionell analysiert. Die Isolation der cDNAs erfolgte mit Hilfe eines Systems, welches sich der funktionellen Expression von cDNA-Bibliotheken in E. coli bediente. Die mit diesem System zur Expression gebrachten cDNA-Bibliotheken wurden im Rahmen dieser Arbeit hergestellt. Zum einen handelte es sich um eine blattspezifische Phagen-cDNA-Bibliothek (Proben wurden während des Tag/Nacht Übergangs genommen), zum anderen um eine knollenspezifische cDNA-Bibliothek aus kaltgelagerten Knollen. Nach der Überführung der Phagen-Bibliotheken in Plasmid-Bibliotheken wurden diese funktionell in dem E. coli Stamm KV832 exprimiert. Der Stamm KV832 wurde aufgrund seiner Fähigkeit, lineare Glucane zu akkumulieren, ausgewählt. Werden Glucan akkumulierende KV832 Kolonien mit Jod bedampft, so zeigen diese eine typische Blaufärbung. Nach der Expression der Plasmid-Bibliotheken in KV832 wurden solche Kolonien weiter untersucht, welche in ihrer Färbung von den blauen Kolonien abwichen. Mittels eines zweiten E. coli Stamms, PGM −, welcher ebenfalls in der Lage ist, lineare Glucane zu akkumulieren, wurden die Ergebnisse für KV832 bestätigt. Die funktionelle Expression der Bibliotheken führte zur Isolation einer Reihe von unbekannten cDNAs. Zwei dieser cDNAs wurden im Rahmen dieser Arbeit weiterführend untersucht. Zum einen handelte es sich um eine cDNA, die für eine bis dahin unbekannte β-Amylase aus Kartoffel kodierte und deren Homolog aus Arabidopsis (CT-BMY) im Laufe dieser Arbeit von Lao et al. (1999) veröffentlicht wurde, zum anderen um eine cDNA, die für ein unbekanntes Enzym kodierte (DSD10). Das Arabidopsis Homolog zu DSD10 wurde im Zuge der Arabidopsis Genominitiative Ende 2000 publiziert. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die isolierte β-Amylase cDNA für eine funktionelle β-Amylase kodiert und dieses Enzym in der Lage ist, neben löslicher auch rohe Stärke anzugreifen. Lokalisationsexperimente zeigten, dass das Enzym in isolierte Erbsenchloroplasten importiert wurde und dass die 100 N-terminalen Aminosäuren für den Import in die Plastiden ausreichten. Die β-Amylase wurde als PCT-BMYI bezeichnet. Die »antisense«-Inhibierung von PCT-BMYI führte zu einem Hochstärke-Phänotyp der Blätter, sowie zu einem Anstieg der Trockenmasse. Der Hochstärke-Phänotyp ist auf eine Reduktion der Stärkemobilisierung und die daraus folgende Akkumulation der Stärke während der Vegetationsperiode zurückzuführen. Damit konnte erstmals die physiologische Bedeutung einer β-Amylase für den Abbau der transitorischen Stärke gezeigt werden. Kein Einfluss zeigte die »antisense« Inhibierung von PCT-BMYI auf den kälteinduzierten Abbau der Speicherstärke in Knollen. Es konnte auch kein Unterschied im Keimverhalten oder der Entwicklung der neuen Pflanze beobachtet werden. Ein Teil der Ergebnisse zu PCT-BMYI wurde bereits publiziert (Scheidig et al., 2002). Die isolierten cDNAs dsd10, sgeI (die Volllängen cDNA zu dsd10) und das Arabidopsis Homolog asgeI kodieren für Enzyme, welche α-Amylase-Aktivität besitzen, aber keine Homologie zu bekannten α-Amylasen aufweisen. Ein mögliches Glucoamylase Motiv erwies sich für die Aktivität des Proteins als essentiell. Lokalisationsexperimente deuteten auf den Import des SGEI Proteins in isolierte Erbsenchloroplasten hin. Die »antisense«-Inhibierung von sgeI führte in den entsprechenden Linien zu einem Hochstärke-Phänotyp in Blättern, einem Anstieg der Trockenmasse in Blättern, sowie zu größeren Stärkekörnern in einer der untersuchten Linien. Ein nicht erwarteter Effekt zeigte sich in Blättern der entsprechenden Linien, welche für längere Zeit dunkel gehalten wurden. Die Blätter der untransformierten Kontrolle waren abgestorben, wohingegen die Blätter der SGEI »antisense« Linien grün und vital erschienen. Die α- und β-Amylase-Aktivität war in Blättern der SGEI »antisense« Linien reduziert, weshalb eine genaue Zuordnung der Funktion von SGEI nicht möglich war. Die vorliegenden Ergebnisse zu den SGEI »antisense« Linien deuten aber darauf hin, dass der beobachtete Hochstärke-Phänotyp nicht alleine auf die Reduktion der β-Amylase-Aktivität zurückzuführen ist. Ein Einfluss von SGEI auf den kälteinduzierten Abbau der Speicherstärke konnte nicht beobachtet werden. Es konnte auch hier kein Unterschied im Keimverhalten oder der Entwicklung der neuen Pflanze beobachtet werden. / In the presented work, previously unidentified starch metabolic genes from potato were isolated and functionally characterized. Gene isolation proceeded using a cDNA library system that allows the functional expression of potato genes in E. coli. The generated libraries included 1) a phage vector-based, leaf-specific cDNA library generated from mRNA isolated during the day/night transition and 2) a phage vector-based, tuber-specific cDNA library generated from mRNA isolated from potato tubers after cold storage. After in vivo mass Excision of the phage library, the resulting plasmid libraries were functionally expressed in E. coli strain, KV832. This strain was selected for its ability to accumulate linear glucans. Reaction with iodine vapour in glucan-producing KV832 colonies results in a characteristic blue hue. The expression library was thus screened for colonies in which the blue hue was diminished, a potential indicator of the expression of starch degrading enzymes. Library clones from the selected colonies were reconfirmed in PGM−, an alternative E. coli that also accumulates linear glucans. The above expression and screening program allowed isolation of a series of previously uncharacterized cDNA clones. Two such clones were investigated in depth in the remainder of the presented work. The first of these cDNA clones comprised a gene for a hitherto unidentified β-amylase function. The second encoded a functional truncation of a previously unknown enzyme, and was designated DSD10. The full length version of this gene was isolated and designated sgeI. Homologs of both full-length genes have since been identified in Arabidopsis: the former was published as CT-BMY by Lao et al. (1999), while the latter was published in the course of the Arabidopsis Genome Initiative at the end of 2000. Demonstrated in the course of this work is that the first of these isolated amylase cDNAs encodes a functional β-amylase enzyme that hydrolyses raw as well as soluble starch. Enzyme localization experiments showed that the 100 N-terminal amino acids are sufficient to effect import into isolated pea chloroplasts, which is supportive of plastid-targeted localization in potato. This novel β-amylase was designated as PCT-BMYI. Whole-plant antisense inhibition of PCT-BMYI in the potato plant resulted in a high-starch phenotype in the leaf, as well as to an increase in leaf dry weight. The high-starch phenotype was caused by a reduction in starch mobilization and the resulting accumulation of starch during the vegetative phase. This represents the first demonstration of the physiological role of a β-amylase in the metabolism of transitory starch deposits. In contrast to its role in the leaf, antisense inhibition of PCT-BMY1 resulted in no observable alteration in cold-induced metabolism of storage starch in the potato tuber. Additionally, inhibition of PCT-BMY1 resulted in no observable alteration in tuber sprouting, nor in the development of the potato plants. A portion of the results regarding PCT-BMYI have been published (Scheidig et al., 2002). The second isolated gene, sgeI, and its Arabidopsis homolog, asgeI, encode enzymes with α-amylase activity, but neither show homology to known α-amylases. A putative glucoamylase motif, however, was found to be essential for activity of the sgeI gene product, SGEI. As was the case for PCT-BMY1, localization experiments demonstrated import of SGEI into isolated pea chloroplasts, again suggesting plastid localization in potato. Antisense inhibition of sgeI in potato lead to a high-starch phenotype in the leaf and an increase in the leaf dry weight, but also to an increase in starch granule size in one of the studied potato lines. Longer term storage of such lines in the absence of light resulted in an unexpected phenomenon. While the wild type control leaves withered and died within days, the sgeI antisense lines appeared green and healthy for over two weeks. The reason for this may be the metabolism of the stored, hyper-accumulated starch, both due to and despite the initial antisense suppression of sgeI. The exact roll of SGEI in these experiments was complicated by the observed simultaneous suppression of both α- und β-amylase activity in the sgeI antisense lines. The clear quantitative differences in the observed high-starch phenotypes of the sgeI and PCT-BMY1 lines, however, suggest that these phenotypic differences were not due to suppression of β-amylase activity alone. SGEI suppression resulted in no observed differences in sprouting, development of potato plants, or in the metabolism of storage starch in the potato tuber.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objectives of this dissertation were to determine the phyllochron, the final leaf number on the main stem and the duration of developmental stages to characterize leaf growth during the developmental cycle and to determine the tuber yield of tenadvanced potato clones of the Potato Breeding and Genetics Program of the Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) and two potato cultivars grown in spring and fall conditions in Santa Maria, Depression Central Region of the Rio Grande do Sul State. Two field experiments were conducted during Spring 2010 and Fall 2011 at the experimental field of the, Santa Maria, RS. The advanced potato clones were: SMINIA 00017-6, SMINIA 793101-3, SMINIA 02106-11, SJSM 00211-3, SJSM 03478-37, SJSM 01212-2, SJSM 01274-4, SJSM 04503-9, SJSM 02349 - 1 and SJSM 02317-3. The two potato cultivars were Asterix and Macaca. The planting density was 3.79 hills m-2. The experiment was a complete randomized block design with seven replications. After emergence, four plants in each plot were marked and on these plants the number of leaves on the main stem were counted twice a week and on one of these plants the length of the leaves was measured once a week to determine the green leaf area index. Tuber initiation was determined by collecting four plants of each clone at the border rows. The phyllochron was calculated by the inverse of the slope of the linear regression between leaf number and accumulated thermal time. Power-like nonlinear models were used to relate leaf length and leaf area. For determining tuber yield all the hills were used. The phyllochron varied from 17.0°C to 21.5°C day leaf the in Spring and from 14.8°C to 22.1° C in the Fall. There are differences of the duration of vegetative and tuberization phases and the final leaf number among clones, cultivars and growing seasons. The evolution of leaf area index throughout the developmental cycle was different in the advanced clones and in the cultivars during the two growing seasons. The of advanced clones showed high tuber yield in both Spring and Fall growing seasons. / Os objetivos nesta dissertação foram determinar o filocrono, o número final de folhas na haste principal e a duração das fases de desenvolvimento, caracterizar o crescimento foliar durante o ciclo de desenvolvimento e determinar a produtividade de tubérculos de dez clones avançados do Programa de Genética e Melhoramento de Batata da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) e de duas cultivares de batata em cultivo de primavera e outono em Santa Maria, região da Depressão Central do Rio Grande do Sul (RS). Dois experimentos de campo foram conduzidos durante a primavera de 2010 e o outono de 2011, na área experimental do Departamento de Fitotecnia da UFSM, Santa Maria, RS. Foram utilizados os clones avançados SMINIA 00017-6, SMINIA 793101-3, SMINIA 02106-11, SJSM 00211-3, SJSM 03478-37, SJSM 01212-2, SJSM 01274-4, SJSM 04503-9, SJSM 02349-1 e SJSM 02317-3 selecionadas pelo Programa de Genética e Melhoramento de Batata da UFSM e as cultivares Asterix e Macaca. A densidade de plantio foi de 3,79 covas m-2. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso com sete repetições. Após a emergência, quatro plantas em cada parcela foram identificadas com anel colorido e nestas foram contadas, duas vezes por semana, o número de folhas na haste principal e, em uma destas plantas, semanalmente foi medido o comprimento das folhas para determinação do índice de área foliar verde. A data do início da tuberização foi determinada coletando-se a cada dois dias quatro plantas de cada clone nas linhas da bordadura. O filocrono foi calculado pelo inverso do coeficiente angular da regressão linear entre o número de folhas e a soma térmica acumulada. Obtiveram-se modelos não lineares do tipo potência para relacionar o comprimento das folhas com o índice de área foliar. Para determinação da produtividade foram utilizadas todas as covas da parcela. O filocrono variou de 17,0°C a 21,5°C dia folha-1, no cultivo de primavera, e de 14,8°C a 22,1°C dia folha-1, no cultivo de outono. Houve diferença na duração das fases vegetativa e de tuberização e do número final de folhas entre os clones avançados, as cultivares e as épocas de cultivo. A evolução do índice de área foliar foi diferente ao longo do ciclo de desenvolvimento nos clones avançados e nas cultivares nas duas épocas de cultivo. No cultivo de primavera e no cultivo de outono os clones avançados apresentaram elevada produtividade de tubérculos de batata.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this work was to evaluate the efficiency of ozonification oxidation for horticulture submitted to pesticide decontamination, as well as to assess ozonification‟s effects on the physical-chemical properties and shelf time of the treated crops. Two experiments were carried out in 2015, using tomato and pepper crops. The experiments were performed in accordance with the recommendations for the crops. The crops were treated with two fungicides and two insecticides. In the tomato experiment, we applied the fungicide pyraclostrobin ® and the insecticide deltamethrin ®, while in the chili experiment we applied the fungicide and insecticide deltamethrin ® difenoconazole, using a sprayer pressurized with CO2 with a cone-type jet plane (XR TeeJet 11004). The treatments were the recommended dose, twice the recommended dose, and four times the recommended dose of the pesticides. In the tomato experiment, the fruit was harvested 3 hours after application, whereas in the chili experiment the pepper crop was held after the withdrawal period of the pesticide, and less treatment than the recommended dose was performed 24 hours before the withdrawal period. After harvesting, the samples were ozonized for 0, 10, 20, or 40 minutes and chromatographic analysis was conducted to measure the levels of pesticide degradation and to evaluate the physical and chemical qualities and shelf times of samples treated with ozone / O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do uso do processo de oxidação por ozonização na descontaminação de tomate e pimentão submetidas à aplicação de agrotóxicos, bem como avaliar as qualidades (físicos-químicas) e tempo de prateleira, pós ozonização. Foram realizados dois experimentos em 2015, utilizando as culturas de tomate e pimentão, conduzidos a campo. A implantação dos experimentos foi realizada de acordo com a recomendação para as culturas. Os tratamentos foram submetidos a dois fungicidas e dois inseticidas. No experimento com a cultura do tomate foi aplicado o fungicida piraclostrobina® e o inseticida deltametrina®, enquanto no experimento com a cultura do pimentão foi aplicado o fungicida difenoconazol e o inseticida deltametrina®, utilizado um pulverizador costal pressurizado com CO2, munido com barra com duas pontas do tipo cone jato plano (XR TeeJet 11004) . Os tratamentos foram formados pela aplicação da dose, duas vezes a dose e quatro vezes a dose recomendada dos agrotóxicos. No experimento com tomate a colheita dos frutos foi realizada três horas após a aplicação. Enquanto que, no experimento com pimentão a colheita foi realizada após o intervalo de segurança do agrotóxico, menos o tratamento com a dose recomendada foi realizado a colheita desrespeitando (24 horas antes) o intervalo de segurança. Após a colheita as amostras de frutos foram ozonizadas com os tempos de 0 (zero), 10 (dez), 20 (vinte) e 40 (quarenta) minutos e posteriormente foram realizadas as análises cromatográficas. Para medir os níveis de degradação dos agrotóxicos também foram determinadas as qualidades físicos- químicas e tempo de prateleira dos frutos sobre o efeito de tratamento com ozônio. No experimento com tomate a ozonização teve efeito significativo na redução do princípio ativo piraclostrobina, em 64% quando aplicada na dose recomendada em dez minutos de ozonização, a qualidade pós-colheita e o tempo de prateleira não apresentaram diferença em relação à testemunha. No experimento com pimentão a ozonização não teve efeito significativo, no entanto, numericamente atingiu uma redução de 45% no difenoconazol, no tratamento com dez minutos de ozonização na dose de 4 vezes acima da recomendada. As principais qualidades físico-químicas e tempo de prateleira se mantiveram semelhantes com a testemunha.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The objective of this study was to evaluate the processing quality of potato tubers to identify superior clones under different growing conditions of Southern Brazil. Two trials were carried out in different conditions. The first trial was carried out during summer in São Joaquim, SC, and during spring and fall seasons in Júlio de Castilhos, RS to evaluate the genotype x environmental interaction for tuber quality and the gain from selection. A total of 18 potato genotypes were evaluated for chip color, dry mass, reducing sugar and amylose contents. Summer growing conditions increase the gain from selection and the selection is correlated with both spring and autumn seasons. The second trial was carried out to evaluate the yield and the tuber quality of potato clones in early harvest during autumn and spring seasons in Júlio de Castilhos, RS. A total of 12 potato genotypes were evaluated for yield, dry mass, sucrose and reducing sugar contents in tubers harvested at 70 and 90 days after planting (DAP), autumn season, and 70 DAP, spring season. Potato tubers harvested at 90 DAP in autumn and at 70 DAP in spring do not get the minimal processing quality necessary for the industry. / O objetivo desse trabalho foi avaliar a qualidade de processamento de tubérculos de batata para a seleção de clones em diferentes condições de cultivo no Sul do Brasil. Para isso foram considerados dois estudos. No primeiro estudo, foram conduzidos experimentos em condições de cultivo de verão em São Joaquim (SC), e de primavera e outono, em Júlio de Castilhos (RS), representativos das principais épocas de cultivo da batata na região Sul do Brasil, com o objetivo de avaliar a interação genótipo x ambiente em caracteres de qualidade de tubérculos de batata e seus reflexos no ganho de seleção. Em cada cultivo, foram avaliados 18 clones de batata para os caracteres coloração de chips e da composição dos tubérculos em teores de matéria seca, açúcares redutores, amido e amilose. O cultivo de verão maximiza os ganhos genéticos, sendo a seleção neste ambiente correlacionada aos ambientes de primavera e outono. No segundo estudo, realizado em Júlio de Castilhos (RS), foram conduzidos experimentos com o objetivo de avaliar a produtividade e a qualidade de tubérculos de clones de batata com maturidade precoce no outono e na primavera. Foram avaliados 12 clones de batata para produtividade, matéria seca, sacarose e açúcares redutores de tubérculos colhidos aos 70 e 90 dias após o plantio (DAP) no outono e aos 70 DAP na primavera. Os tubérculos colhidos aos 90 dias após o plantio de outono e aos 70 dias após o plantio de primavera ainda não atingiram a qualidade mínima para o processamento industrial.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Solanaceae family is one of the largest and most complex, especially the Solanum genus, with about 1500 species. Solanum guaraniticum is a shrub found in Paraguay, Argentina and Brazil, popularly known as jurubeba or false jurubeba. This study aimed to quantify the main classes of secondary metabolites and determine the antimicrobial and antioxidant activities of the leaves of S. guaraniticum. The plant material was collected in the city of Guaporé, RS, Brazil, and is registered in the herbarium of the Biology Department at the Federal University of Santa Maria under number SMDB13158. The leaves of the plant were dried, triturated and macerated with ethanol (70%) for seven days. After this period, the material was filtered and the extract concentrated in rotary evaporator to obtain the aqueous extract. Part of this was taken to complete dryness yielding the crude extract (CE), another part was successively fractionated with chloroform (CHCl3), ethyl acetate (AcOEt) and butanol (BuOH), yielding the respective fractions. In the antioxidant and phytochemical analysis, the AcOEt fraction showed the highest amount of polyphenols (546.57 ± 2.35 mg of gallic acid equivalents/g) and the best antioxidant capacity by DPPH method (IC50 = 9.11 ± 0.75 μg/ mL). The CHCl3 fraction showed the highest contents of tannins (56.03 ± 0.68 mg of catechin equivalents/g), flavonoids (75.73 ± 0.34 mg rutin equivalents/g) and alkaloids (10.79 ± 0.06 mg/g), being more effective in scavenging reactive species, by inhibition of dichlorofluorescein oxidation (DCFH-DA), also showing the best activity of inhibition of lipid peroxidation by the TBARS method, as well as inhibition of protein oxidation, by the protein carbonyl method. HPLC analysis of CE and fractions revealed the presence of caffeic, chlorogenic and rosmarinic acids, very active phenolic acids that may be involved in the activities described. Regarding antimicrobial activity, assessed by broth microdilution, good activities were observed against Gram-positive bacteria, especially for CE (MIC of 32 μg/mL for M. luteus) and the AcOEt fraction (MIC of 64 μg/mL for S. intermedius and L. monocytogenes). The extracts were practically inactive against Gram-negative bacteria and inactive against fungi. It was also verified promising antimycobacterial activity, mainly to the CHCl3 fraction against M. smegmatis (MIC = 156 μg/mL). The results contributed to reveal some phytochemical characteristics of this species, and show that S. guaraniticum possesses considerable antimicrobial and antioxidant potential. / A família Solanaceae é uma das maiores e mais complexas, destacando-se o gênero Solanum, com cerca de 1500 espécies. Solanum guaraniticum é um arbusto encontrado no Paraguai, Argentina e Brasil, conhecido popularmente como jurubeba ou falsa jurubeba. Este estudo teve como objetivo quantificar as principais classes de metabólitos secundários e determinar as atividades antioxidantes e antimicrobianas das folhas de S. guaraniticum. O material vegetal foi coletado no município de Guaporé, RS, Brasil, e está registrado no herbário do Departamento de Biologia da Universidade Federal de Santa Maria sob o número SMDB 13158. As folhas da planta foram secas, trituradas, e maceradas com etanol (70%) por sete dias. Após este período, o material foi filtrado e o extrato concentrado em evaporador rotatório a fim de obter o extrato aquoso. Parte deste foi levado à secura total originando o extrato bruto (EB), outra parte foi fracionado sucessivamente com clorofórmio (CHCl3), acetato de etila (AcOEt) e butanol (BuOH), originando as respectivas frações. Na análise fitoquímica e antioxidante, a fração AcOEt apresentou a maior quantidade de polifenóis (546.57 ± 2,35 mg de equivalentes de ácido gálico/g) e a melhor capacidade antioxidante através do método do DPPH (IC50 = 9.11 ± 0,75 μg/mL). Já a fração CHCl3 apresentou os maiores teores de taninos (56,03 ± 0,68 mg de equivalentes de catequina/g), flavonoides (75,73 ± 0,34 mg de equivalentes de rutina/g) e alcaloides (10,79 ± 0,06 mg/g), sendo a fração mais eficaz na remoção de espécies reativas, por inibição da oxidação da diclorofluoresceína (DCFH-DA), apresentando também a melhor atividade de inibição da peroxidação lipídica, avaliada através do método do TBARS, bem como de inibição da oxidação de proteínas, pelo método da proteína carbonil. A análise do EB e frações por CLAE revelou a presença dos ácidos cafeico, clorogênico e rosmarínico, ácidos fenólicos bastante ativos e que podem estar envolvidos nas atividades descritas. No que diz respeito à atividade antimicrobiana, avaliada através de microdiluição em caldo, boas atividades foram verificadas frente a bactérias Gram-positivas, principalmente para o EB (CIM de 32 μg/mL para M. luteus) e para a fração AcOEt (CIM de 64 μg/mL para S. intermedius e L. monocytogenes). Os extratos foram praticamente inativos contra bactérias Gram-negativas e inativos contra fungos. Verificou-se também atividade antimicobacteriana promissora, principalmente para a fração CHCl3 contra M. smegmatis (CIM = 156 μg/mL). Os resultados ajudam a elucidar algumas características fitoquímicas da espécie e mostram que S. guaraniticum possui potenciais antioxidante e antimicrobiano consideráveis.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Potato tubers are used as food and seed. Post-harvest conditions affect tubers for both usages, since physiological changes occur during tuber storage. The objective of this work was to assess the processing quality and time until tuber sprouting of advanced clones of potato. We evaluate thirteen clones and two check varieties of potato in a storage room at 10ºC in two years. The processing quality was evaluated right before loading and after 30, 60, 90 and 120 days of storage for the fresh and dry weight content, chip color and reduced sugars. The experiment was a factorial of clone and storage time in the complete random design, with four repetitions. The percentage of fresh weight loss increased over time during storage, mainly at 120 days. The assessed clones presented dry weight content between 17.4% to 25.2 % during the cold storage. Chip color showed an intense yellow tone and acceptable color classification for the processing industry, even with the increase of reduced sugars during storage. The storage at 10 ºC extended in a 100 days the sprout process. The refrigerated storage promote physiological changes on the tubers, but this changes don´t compromise the use in the industry processing and also allows to increase the storability period of the tubers for both consumption and seeds. / Os tubérculos de batata são destinados tanto para a alimentação quanto para a propagação. Ambas as finalidades são influenciadas pelas condições de armazenamento, que é capaz de promover mudanças fisiológicas nos tubérculos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade de processamento e o tempo de armazenamento até a brotação dos tubérculos de clones avançados de batata. Foram avaliados 13 clones de batata e duas testemunhas, que foram submetidos ao armazenamento em câmera refrigerada a uma temperatura de 10 ºC em dois anos. A qualidade de processamento foi avaliada no momento do armazenamento, imediatamente após a cura, e aos 30, 60, 90 e 120 dias. Os caracteres avaliados foram massa fresca e seca, coloração de chips e o teor de açúcares redutores. Também foi anotado o número de dias para o rompimento da dormência e da dominância apical, quando respectivamente os tubérculos apresentaram um e dois brotos com pelo menos 2 mm de comprimento. O experimento foi um fatorial de clones e épocas de avaliação segundo o delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. O percentual de perda de massa fresca foi crescente ao longo do armazenamento refrigerado, sobretudo aos 120 dias. Os clones avaliados apresentaram teor de massa seca entre 17,4 % a 25,2 % ao longo do armazenamento refrigerado. A coloração de chips apresentou uma tonalidade amarela intensa e uma classificação aceitável para a indústria, mesmo com o aumento no teor de açúcares redutores após o armazenamento. O armazenamento a 10 ºC prolongou o processo de brotação em até 100 dias de armazenamento. O armazenamento refrigerado promove mudanças fisiológicas nos tubérculos, mas estas mudanças não comprometem a utilização na indústria de processamento, e também possibilita armazenar os tubérculos por um longo período para o consumo e plantio.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this study was to determine the response of transpiration and leaf growth to the fraction of transpirable soil water (FTSW), in three clones (SMINIA 02106-11, SMINIA 00017-6 and SMINIA 793101-3) of Potato Genetic and Breeding Program of the Federal University of Santa Maria, adapted to subtropical and temperate conditions of cultivation and the cultivar Asterix. Two experiments were conducted in a greenhouse in Santa Maria, in the Spring, with planting in 08/09/2010 and on the Fall, with planting on 01/04/2011. The available water, represented by FTSW, transpiration and leaf growth were measured on a daily basis, in each experiment, during the period of soil drying. The threshold FTSW that begins to affect transpiration, indicating the beginning of stomatal closure, was 0.36, 0.38, 0.41 and 0.29 for clones SMINIA 02106-11, SMINIA 00017-6, SMINIA 793101-3 and Asterix, respectively in the first period and 0.26, 0.27, 0.21 and 0.22 in the second period, indicating that the cultivar Asterix is less tolerant to soil water deficit cultivation in the spring than advanced clones. The threshold FTSW that begins to affect leaf growth was higher than for transpiration, 0.44, 0.40, 0.46 and 0.47 in the first experiment to SMINIA 02106-11, SMINIA 00017-6, SMINIA 793101-3 and Asterix, respectively, and 0.27, 0.38, 0.29 and 0.26 in the second experiment. These results confirm the genetic variability of the potato, and shows that each genotype is related in a way with the environment. Keywords: Solanum tuberosum. Drought tolerance. Water stress. / O objetivo deste trabalho foi determinar a resposta da transpiração e do crescimento ao conteúdo de água disponível no solo, representado pela fração de água transpirável no solo (FATS), em três clones avançados (SMINIA 00017-6, SMINIA 02106-11 e SMINIA 793101- 3) do Programa de Genética e Melhoramento de Batata da Universidade Federal de Santa Maria, adaptados as condições subtropicais e temperadas de cultivo e da cultivar Asterix. Foram realizados dois experimentos em casa de vegetação em Santa Maria, RS, na primavera (cultivo de safra), com plantio em 08/09/2010 e no outono (cultivo de safrinha), com plantio em 01/04/2011. A água disponível, representada pela FATS, a transpiração e o crescimento foliar foram medidos diariamente durante o período de imposição da deficiência hídrica. A FATS crítica que começa a afetar a transpiração, indicativo do início do fechamento estomático, foi de 0,36, 0,38, 0,41 e 0,29 para os clones SMINIA 02106-11, SMINIA 00017- 6, SMINIA 793101-3 e Asterix, respectivamente no primeiro experimento e 0,26, 0,27, 0,21 e 0,22 no segundo experimento, indicando que a cultivar Asterix é menos tolerante ao déficit hídrico no solo no cultivo de primavera que os clones avançados. Já a FATS crítica que começa a afetar o crescimento foliar foi maior que para a transpiração, 0,44, 0,4, 0,46 e 0,47 no primeiro experimento para SMINIA 02106-11, SMINIA 00017-6, SMINIA 793101-3 e Asterix, respectivamente, e 0,27, 0,38, 0,29 e 0,26 no segundo experimento. Estes resultados confirmam a variabilidade genética da batata, e mostram que cada genótipo se relaciona de uma forma com o ambiente.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Micro-propagation is a common technique to produce disease free potato materials. Mini-cuttings of just acclimatized plantlets or older plants associated with micro-propagation may reduce production costs of potato mini-tubers. This work was carried out to study the micro-propagation and mini-cutting techniques to maximize the production of mini-tubers and to minimize the costs of potato seeds. Two experiments were conducted, being in the first evaluated the micro-propagation and acclimatization of plantlets and in the second evaluated the mini-cutting of potato plants. The first experiment was conducted in two steps. In vitro growth of potato explants were evaluated in two concentrations of MS medium (½ MS and MS), three sucrose doses (30, 45 and 60 g L-1), and three clones (Asterix, Macaca e SMINIA793101-3). The same treatment combinations were evaluated during plantlet acclimatization in two systems (floating and sand). The mini-cutting was evaluated in three experiments. The effect of irrigation solution (tap water, nutrient solution and the combination) and the physiological age of stock plant (just acclimatized and in mini-tuber production) were evaluated in the mini-cutting rooting of Asterix, Macaca and SMINIA793101-3 clones. A third experiment was carried out to evaluate the effect of indol butyric acid (IBA) (0; 300; 600; 900 ppm) in mini-cutting rooting of Asterix clone. The MS medium with 50% of the salt concentration increases the plantlet survival during acclimatization. The sucrose has no effect on plantlet acclimatization. Both floating and substrate (sand) are suitable systems for acclimatization of potato plantlets. Mini-cuttings root in sand as substrate irrigated with tap water or nutrient solution. Apical mini-cuttings are suitable for the production of potato plantlets. Rooting potential of mini-cuttings is affected by the advance of the physiological age of the stock plant. / A micropropagação é uma técnica comumente utilizada para a produção de material propagativo de batata livre de doenças. Associada a essa técnica, a miniestaquia de plântulas recém aclimatizadas ou em produção pode ser uma forma de reduzir os custos de produção de minitubérculos de batata. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de estudar a micropropagação e a miniestaquia, para maximizar a produção de mudas e minimizar os custos da batata-semente. Dois experimentos foram conduzidos, sendo no primeiro avaliado a micropropagação e aclimatização de plântulas e, no segundo, avaliado a miniestaquia de plantas batata. O primeiro experimento foi conduzido em duas etapas. Em laboratório foi avaliado o crescimento dos explantes em função da combinação de concentrações do meio MS (½ MS e MS completo), com doses de sacarose (30, 45 e 60 g L-1) em três clones (Asterix, Macaca e SMINIA793101-3). Em telado foi avaliado o efeito dos tratamentos aplicados na micropropagação sobre a aclimatização de plântulas em dois sistemas (flutuação e areia). A miniestaquia foi estudada em três experimentos. Um experimento foi conduzido para avaliar o efeito da solução de irrigação (água, solução nutritiva e a combinação de ambas) e outro a idade da planta matriz (recém aclimatizada e em produção) sobre o enraizamento de miniestacas dos clones Asterix, Macaca e SMINIA793101-3. Um terceiro experimento foi conduzido para avaliar o efeito do ácido indol-butírico (AIB) (0, 300, 600 e 900 mg L-1) no enraizamento das miniestacas do clone Asterix. O meio ½ MS, independente da dose de sacarose, aumenta a sobrevivência das plântulas de batata durante a aclimatização. Tanto o sistema com flutuação, quanto com substrato (areia) podem ser utilizados para a aclimatização de plântulas de batata. Miniestacas apicais podem ser utilizadas para a produção de mudas de batata, no sistema de enraizamento com substrato (areia), irrigadas com água de torneira ou solução nutritiva. O potencial de enraizamento das miniestacas é negativamente afetado pelo avanço da idade fisiológica da planta matriz.