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A alta demanda por madeira de eucalipto para diversas finalidades traz a necessidade da expansão de plantios para áreas em condições de déficit hídrico, o que leva o interesse de entender os processos fisiológicos relacionados ao crescimento da árvore, para possibilitar uma alta produtividade das florestas nessas áreas. Com base nessas informações, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da variação de níveis de restrições hídricas em clones de Eucalyptus spp. plantados em diferentes condições edáficas, pelo estudo das respostas ecofisiológicas, para isso foram instalados em janeiro 2012 dois experimentos na Estação Experimental de Ciências Florestais de Itatinga (EECFI) pertencente a Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ) - USP, o experimento 1 foi instalado no solo classificado como Latossolo vermelho distroférrico típico A moderado textura argilosa (LVdf) e o experimento 2 no solo Latossolo vermelho distrófico típico A moderado textura argilosa (LVd-1).Cada experimento foi implantado em blocos casualizados em arranjo fatorial de 6 x 3, seis clones de eucalipto (COP 1404, COP 1407, AEC 1528, AEC 0042, AEC 0224, AEC 0144) e três espaçamentos (3m x1m, 3mx2m, e 3mx4m), com seis repetições, e parcelas quadradas constituídas por 25 plantas, sendo as nove plantas centrais consideradas como a área útil de medição. Foram realizadas avaliações das variáveis: DAP (cm), altura total (m), comprimento da copa (m) e índice de área foliar (IAF m2/m2) trimestralmente, no período de 21 até 37 meses de idade para as variáveis altura total e DAP, e o comprimento da copa e IAF a partir do mês 27. Para a mensuração do IAF foram utilizados dois equipamentos LAI-2000, onde a coleta de dados foi fora e sob o dossel. O folhedo foi coletado mensalmente em todas as parcelas. A avaliação da eficiência e uso de água foi aos 29 e 35 meses, analisando área foliar e as caraterísticas estomáticas em quatro blocos, nos quais três árvores foram amostradas sistematicamente. Para avaliação no incremento de diâmetro no tronco, se instalaram faixas dendrométricas em duas árvores por parcela e as leituras foram quinzenais, sendo correlacionadas com variáveis climáticas no período de 15 e 45 dias de defasagem. Os clones que apresentaram melhor desenvolvimento e estratégia do uso da água foram AEC 1528, AEC 0144 e AEC 0042 obtendo como respostas: maior DAP, altura total, comprimento da copa, área foliar, diâmetro estomático, e menor IAF e concentração de estômatos. Em relação ao peso de folhedo depositado verificou-se que a tendência de deposição oscilou no decorrer do tempo em função da fenologia da planta. Na dinâmica de crescimento cambial os incrementos apresentaram correlações com as variáveis climáticas, principalmente com a precipitação pluviométrica, quanto maior a defasagem maior a correlação. Correlacionando todas as variáveis, os clones apresentaram distintos padrões de respostas ecofisiológicas. / Eucalypts plantations are expanding to drought áreas in Brazil in order to attend the high demand of eucalypts wood for various purposes. Therefore, the understanding the physiological process related to tree growth in this condition is one of the research priorities. This study aimed to evaluate the effect of ecophysiological responses to water restrictions levels in growth of Eucalyptus spp clones, planted in different soil conditions. The two field experiments were planted in January 2012 at the Itatinga Experimental Station, College of Agriculture \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ), São Paulo State University. Experiment 1 was planted on a site which the soil is classified as \"A moderate typical dystrophic Red Latosol with clay texture (LVdf)\" and experiment 2 on \"A moderate typical dystrophic Red Latosol with clay texture (LVd- 1)\". The experiments were established in a randomized block design with factorial 6 x 3 arrangement [six eucalypts clones (COP 1404, COP 1407, AEC 1528 AEC 0042, AEC 0224, AEC 0144) and three spacings (3m x1m, 3mx2m and 3mx4m)], with six replications, and square plots (5x5 trees). The measurements were carried out on the nine central trees. From the 21 to 37 months of age, the following variables were assessed every three months: DBH (diameter at breast height in cm), height (m) and crown length (m). Leaf area index (LAI m2 / m2) was evaluated every three months after 27 months of age. Two LAI-2000 equipments were used to measure the LAI, one under and another out of the canopy. Litter was collected monthly on all plots. The efficiency of water use was evaluated at 29 and 35 months of age, based on leaf area and stomatal characteristics of samples collected in three trees sampled systematically in four blocks. Dendrometer belts were used to evaluate the diameter growth of two trees per plot. Data collected fortnightly from dendrometers belts were correlated with climatic variables with 15 and 45-da lags. AEC 1528, AEC 0144 and AEC 0042 clones showed higher DBH, total height, crown length, leaf area, stomatal diameter and lower IAF and stomatal concentration, showing better strategy of water use and growth. Deposition of litter fluctuated over time and varied with the tree phenology. Cambium growth dynamics correlated with climate variables, especially with the rainfall. Higher correlations were observed with higher measured lag. Clones showed distinct patterns of ecophysiological responses when the correlations of all variables were considered.

Nas últimas décadas, o aumento da demanda por produtos provenientes de plantios florestais resultou na expansão das áreas de plantio, principalmente para as regiões do Cerrado, onde as terras são mais baratas e extensas. Nessas regiões fronteiriças, as condições edafoclimáticas são diferentes das atuais regiões de plantio, apresentando regime pluviométrico irregular e escasso associado à altas temperaturas e elevada evaporação e diferentes tipos de solo, o que pode restringir o uso de genótipos de eucalipto nesses locais. Tal fato exige pesquisa acerca do efeito do estresse hídrico e da adubação potássica no comportamento morfofisiológico dos clones, uma vez que plantas bem nutridas com potássio resistem melhor ao estresse hídrico devido à maior retenção de água. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito da omissão do potássio e, conseguintemente, do déficit hídrico nas respostas fisiológicas e de crescimento de seis clones de eucalipto. Desse modo, foi instalado em dezembro de 2011 um experimento na Estação Experimental de Ciências Florestais de Itatinga (EECFI) pertencente à ESALQ/USP. O solo onde o experimento foi implantado é classificado como Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico típico A moderado textura média. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, com seis repetições, cada uma composta por doze tratamentos em um arranjo fatorial 6x2, sendo seis clones de eucalipto (COP 1404, COP 1407, AEC 042, AEC 224, AEC 144 e AEC 1528) e duas doses de potássio (0 kg.ha-1 e 140 kg.ha-1). As parcelas são retangulares, formadas por 25 árvores (5 linhas de 5 plantas) em espaçamento 3m x 2m. A área útil da parcela (onde efetivamente foram realizadas as avaliações) é composta pelas 9 plantas centrais. Foram realizadas avaliações das variáveis: DAP (cm), altura total (m), comprimento da copa (m), índice de área foliar (IAF) (m2/m2), área foliar específica (AFE) (m2/kg), deposição de folhedo (kg/ha), área foliar (cm2), densidade estomática (estômatos/mm2), dimensão dos estômatos (μm), volume total (m3/ha), análise nutricional do folhedo, incremento diamétrico através de cintas dendrométricas e dendrômetros de ponto eletrônicos. O efeito da omissão de potássio foi verificado para todos os clones, mas a resposta morfofisiológica dos clones foi diferente entre eles. Altura, comprimento de copa, área do limbo foliar, densidade estomática, diâmetro polar (DP) e diâmetro equatorial (DE) dos estômatos e variação cambial foram as variáveis que apresentaram efeito da interação clone-potássio. A variável DP mostrou resultados mais correlacionados com a produtividade dos clones que a variável densidade estomática, indicando que o DP influencia diretamente na eficiência de uso de água pela planta. A análise do incremento diamétrico mostrou que a atividade cambial é sazonal e que indivíduos dentro de um mesmo tratamento tem um ritmo de crescimento e responde de forma diferenciada às variações ambientais. Por fim, as variáveis morfofisiológicas que melhor explicam o maior grau de sucesso de alguns clones para resistir ao estresse hídrico são: comprimento de copa, IAF, deposição de folhedo e DP. / In the last few decades, the increased demand for products from forest plantations hás resulted in the expansion of plantation áreas, mainly for the Cerrado region, where land is cheaper and extensive. In these border regions, soil and climatic conditions are different from current planting areas, with irregular and scarce rainfall associated with high temperatures and high evaporation and different soil types, which may restrict the use of eucalyptus genotypes at these sites. This fact requires research about the effect of water stress and the potassic fertilization on the morphophysiological behavior of the clones, as well-nourished plants with potassium have stronger resistance to water stress due to the better water retention. The objective of this study was to evaluate the effect of potassium omission and consequently, of the water deficit on physiological responses and growth of six eucalyptus clones, Thus, it was installed in December 2011 an experiment in the Experimental Forest Sciences Station of Itatinga (EECFI) belonging to the ESALQ/USP. The soil where the experiment was carried out is classified as Oxisol Hapludox tipic A moderate medium texture. The experimental design was randomized blocks with six repetitions, each one consisting of twelve treatments in a factorial arrangement 6x2, with six eucalyptus clones (COP 1404, COP 1407, AEC 042, AEC 224, AEC 144 and AEC 1528) and two doses of potassium (0 kg ha-1 and 140 kg ha-1). The plots are rectangular, formed by 25 trees (5 rows of 5 plants) in 3m x 2m spacing. Each plot useful area (which were actually conducted evaluations) is composed of the 9 central plants. The variables were: DAP (cm), total height (m), canopy height (m), leaf area index (LAI) (m2/m2), specific leaf area (SLA) (m2/kg), litterfall (kg/ha), leaf area (cm2), stomatal density (stomata/mm2), size of stomata (uM), total volume (m3/ha), nutritional analysis of leaf litter, diameter increment through dendrometer bands and electronic point dendrometers. The effect of potassium omission was observed for all the clones, but the morphophysiological response were different Height, crown length, leaf area, stomatal density, stomata polar diameter (PD) and equatorial diameter (ED) and cambial variations were the variables that showed the effect of clone-potassium interaction. The variable DP showed results more correlated with the productivity of the clones than the variable stomatal density, indicating that the DP directly influences the water use efficiency of the plant.The dendrometric increment analysis showed that the cambial activity is seasonal and individuals within the same treatment has a growth rate and responds differently to environmental variations. Finally, the morphological and physiological variables that best explain the higher degree of success of some clones to resist to water stress are: length canopy, LAI, leaf litter deposition and DP.

A necessidade de expansão da eucaliptocultura em áreas com déficit hídrico, leva à necessidade de entender os processos fisiológicos relacionados ao crescimento fundamentais para possibilitar a alta produtividade das florestas nessas áreas. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da adubação potássica no crescimento, respostas ecofisiológicas e nutricionais em clones de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, para tal, instalou-se na Estação Experimental de Ciências Florestais da ESALQ/USP em Itatinga-SP, em Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico um experimento em blocos ao acaso em arranjo fatorial 6 X 2 (seis clones e duas diferentes doses de adubação potássica) e parcelas retangulares de 25 plantas, nas quais as 9 centrais constituíram a parcela útil. A adubação de base foi uniforme em todo experimento, e aos três e oito meses de idade adubou-se as parcelas sem omissão de potássio com 50 e 78 Kg ha-1 de KCl respectivamente totalizando 140 kg ha-1 de potássio aplicados ao longo do experimento. A avaliação da absorção dos macronutrientes foi feita aos seis e quinze meses pós-plantio, em três indivíduos amostrados aleatoriamente de cada parcela. As avaliações de crescimento foram realizadas trimestralmente em todos os indivíduos da parcela, com início da medição da altura aos dois meses, área da copa aos quatro meses e DAP aos doze meses pós-plantio. A avaliação da eficiência e uso de água foi feita aos quinze meses com base na área foliar e nas características estomáticas dos clones, em quatro blocos, dos quais três árvores foram amostradas aleatoriamente. O folhedo foi coletado mensalmente em todas as parcelas, com início aos quinze meses de idade. Maiores crescimentos em altura, DAP e área da copa, foram apresentados pelos clones 2 e 6 caracterizados por apresentarem resistência ao estresse hídrico, e pelos clones 1 e 4 de moderada resistência. Sob omissão de potássio, os clones apresentam maiores densidades estomáticas acompanhadas pela redução no diâmetro dos estômatos. Houve variação do estado nutricional dos clones em função do material genético. A variação nas respostas dos clones à adubação potássica teve início aos doze meses para as variáveis de crescimento. Sob adubação potássica, os clones mostraram-se eficientes no uso da água, por apresentarem estômatos maiores em densidades menores, o que proporcionou maior crescimento. / The need for expansion of eucalyptus plantations in areas with water deficit, leads to the need to understand the physiological processes related to growth important to enable high forests productivity in these areas. In order to evaluate the effect of potassium fertilization on growth, nutritional and ecophysiological responses in Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla clones an experiment was settled at the Experimental Station of Forest Sciences ESALQ/USP in Itatinga-SP in red-yellow latossols dystrophic, in a randomized block design in a factorial 2 X 6 (six clones and two different potassium fertilization doses) and rectangular plots of 25 plants, of which the 9 central plants were the useful plot. The basic fertilization was uniform throughout the experiment, and at 3 and 8 months, the plots without omission of potassium were fertilized with 50 and 78 kg ha-1 of KCl respectively, totalizing 140 kg ha-1 applied throughout the experiment. The macronutrients absorption evaluation was made at six and fifteen months after planting, in three random plants in each plot. Quarterly, growth evaluations were performed in all subjects, starting measuring heights at two months, crown area at four months and DBH at twelve months after planting. At fifteen months in four blocks, of which three trees were selected randomly, water use efficiency was evaluated, based on clone´s leaf characteristics and stomata. The litter was collected monthly in all plots, starting at 15 months. Highest increases in height, DBH and crown area were presented by clones 2 and 6 which are characterized by their resistance to water stress, and the clones 1 and 4 which are characterized by moderate resistance. Under potassium omission, the clones showed higher stomata densities accompanied by stomata diameter reduction. There was variation in the nutritional status of clones as a function of genetic material. The variation in the clone´s responses to potassium fertilization for the growth variables begin at twelve months. The clones were efficient in water use, because they have larger stomata in lower densities, which provided greater growth.

A alta demanda por madeira de eucalipto para diversas finalidades traz a necessidade da expansão de plantios para áreas em condições de déficit hídrico, o que leva o interesse de entender os processos fisiológicos relacionados ao crescimento da árvore, para possibilitar uma alta produtividade das florestas nessas áreas. Com base nessas informações, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da variação de níveis de restrições hídricas em clones de Eucalyptus spp. plantados em diferentes condições edáficas, pelo estudo das respostas ecofisiológicas, para isso foram instalados em janeiro 2012 dois experimentos na Estação Experimental de Ciências Florestais de Itatinga (EECFI) pertencente a Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ) - USP, o experimento 1 foi instalado no solo classificado como Latossolo vermelho distroférrico típico A moderado textura argilosa (LVdf) e o experimento 2 no solo Latossolo vermelho distrófico típico A moderado textura argilosa (LVd-1).Cada experimento foi implantado em blocos casualizados em arranjo fatorial de 6 x 3, seis clones de eucalipto (COP 1404, COP 1407, AEC 1528, AEC 0042, AEC 0224, AEC 0144) e três espaçamentos (3m x1m, 3mx2m, e 3mx4m), com seis repetições, e parcelas quadradas constituídas por 25 plantas, sendo as nove plantas centrais consideradas como a área útil de medição. Foram realizadas avaliações das variáveis: DAP (cm), altura total (m), comprimento da copa (m) e índice de área foliar (IAF m2/m2) trimestralmente, no período de 21 até 37 meses de idade para as variáveis altura total e DAP, e o comprimento da copa e IAF a partir do mês 27. Para a mensuração do IAF foram utilizados dois equipamentos LAI-2000, onde a coleta de dados foi fora e sob o dossel. O folhedo foi coletado mensalmente em todas as parcelas. A avaliação da eficiência e uso de água foi aos 29 e 35 meses, analisando área foliar e as caraterísticas estomáticas em quatro blocos, nos quais três árvores foram amostradas sistematicamente. Para avaliação no incremento de diâmetro no tronco, se instalaram faixas dendrométricas em duas árvores por parcela e as leituras foram quinzenais, sendo correlacionadas com variáveis climáticas no período de 15 e 45 dias de defasagem. Os clones que apresentaram melhor desenvolvimento e estratégia do uso da água foram AEC 1528, AEC 0144 e AEC 0042 obtendo como respostas: maior DAP, altura total, comprimento da copa, área foliar, diâmetro estomático, e menor IAF e concentração de estômatos. Em relação ao peso de folhedo depositado verificou-se que a tendência de deposição oscilou no decorrer do tempo em função da fenologia da planta. Na dinâmica de crescimento cambial os incrementos apresentaram correlações com as variáveis climáticas, principalmente com a precipitação pluviométrica, quanto maior a defasagem maior a correlação. Correlacionando todas as variáveis, os clones apresentaram distintos padrões de respostas ecofisiológicas. / Eucalypts plantations are expanding to drought áreas in Brazil in order to attend the high demand of eucalypts wood for various purposes. Therefore, the understanding the physiological process related to tree growth in this condition is one of the research priorities. This study aimed to evaluate the effect of ecophysiological responses to water restrictions levels in growth of Eucalyptus spp clones, planted in different soil conditions. The two field experiments were planted in January 2012 at the Itatinga Experimental Station, College of Agriculture \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ), São Paulo State University. Experiment 1 was planted on a site which the soil is classified as \"A moderate typical dystrophic Red Latosol with clay texture (LVdf)\" and experiment 2 on \"A moderate typical dystrophic Red Latosol with clay texture (LVd- 1)\". The experiments were established in a randomized block design with factorial 6 x 3 arrangement [six eucalypts clones (COP 1404, COP 1407, AEC 1528 AEC 0042, AEC 0224, AEC 0144) and three spacings (3m x1m, 3mx2m and 3mx4m)], with six replications, and square plots (5x5 trees). The measurements were carried out on the nine central trees. From the 21 to 37 months of age, the following variables were assessed every three months: DBH (diameter at breast height in cm), height (m) and crown length (m). Leaf area index (LAI m2 / m2) was evaluated every three months after 27 months of age. Two LAI-2000 equipments were used to measure the LAI, one under and another out of the canopy. Litter was collected monthly on all plots. The efficiency of water use was evaluated at 29 and 35 months of age, based on leaf area and stomatal characteristics of samples collected in three trees sampled systematically in four blocks. Dendrometer belts were used to evaluate the diameter growth of two trees per plot. Data collected fortnightly from dendrometers belts were correlated with climatic variables with 15 and 45-da lags. AEC 1528, AEC 0144 and AEC 0042 clones showed higher DBH, total height, crown length, leaf area, stomatal diameter and lower IAF and stomatal concentration, showing better strategy of water use and growth. Deposition of litter fluctuated over time and varied with the tree phenology. Cambium growth dynamics correlated with climate variables, especially with the rainfall. Higher correlations were observed with higher measured lag. Clones showed distinct patterns of ecophysiological responses when the correlations of all variables were considered.

Submitted by Ana Damasceno (ana.damasceno@unipampa.edu.br) on 2016-09-13T17:27:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) ESTUDOS DE MICROPROPAGAÇÃO EM CONDIÇÕES FOTOAUTOTRÓFICAS EUGENIA UNIFLORA L..pdf: 2307376 bytes, checksum: 051fc4c36e9557f153142034fa726c5a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-13T17:27:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) ESTUDOS DE MICROPROPAGAÇÃO EM CONDIÇÕES FOTOAUTOTRÓFICAS EUGENIA UNIFLORA L..pdf: 2307376 bytes, checksum: 051fc4c36e9557f153142034fa726c5a (MD5) Previous issue date: 2016-04-28 / A Eugenia uniflora L.(Myrtaceae) é uma espécie nativa, que apresenta potencial econômico e farmacológico. A micropropagação é uma importante ferramenta na obtenção de plantas sadias e de alta qualidade. A aclimatização é uma fase limitante devido ao estresse hídrico, decorrência às baixas sobrevivência e capacidade fotossintética são causadas pelas concentrações de sacarose, a alta umidade e a baixa irradiância. A micropropagação fotoautotrófica emprega reduções do açúcar do meio de cultura e da umidade relativa nos recipientes. Também, o aumento do gás carbônico e de ventilação natural ou ventilação forçada. Este trabalho teve por objetivo de testar a micropropagação fotoautotrófica de Eugenia uniflora L., com utilização de quatro concentrações de sacarose (0, 10, 20 e 30 g) e ventilação natural. A interação dos resultados demostraram que a micropropagação fotoautotrófica testada não apresentou bom desempenho e o problema não está na concentração de gás carbônico ou na ventilação natural, mas na qualidade de luz dentro da câmara de crescimento. / Eugenia uniflora L. (Myrtaceae) is a native species, which has economic and pharmacological potential. The micropropagation is an important tool in raising healthy plants and high quality. Acclimatization is a limiting stage due to water stress, due to the low survival and photosynthetic capacity are caused by concentrations of sucrose, high humidity and low irradiance. The photoautotrophic micropropagation employs sugar reductions of the culture medium and the relative humidity in the containers. Also, the increase in carbon dioxide and natural ventilation or forced ventilation. This study aimed to test the photoautotrophic micropropagation of Eugenia uniflora L., using four sucrose concentrations (0, 10, 20 and 30 g), and natural ventilation. The interaction of the results demonstrated that the micropropagation Photoautotrophic tested did not show good performance and the problem is not in concentration of carbon dioxide or natural ventilation, but the quality of light within the growth chamber.

A poliploidia teve importante papel no melhoramento de muitas espécies de plantas, principalmente nos cereais, incluindo híbridos intergenéricos. O processo de poliploidização, geralmente, produz novos e desejáveis fenótipos ou fornece suporte para cruzamentos de plantas em programas de melhoramento. Esse trabalho apresenta o resultado da indução de poliploidia em duas cultivares de mandioca (\'Porquinho\' e \'Vassourinha\') que foram tratadas com diferentes concentrações de colchicina (0,05%, 0,10% e 0,15%), em meio de cultura, durante 48 e 96 horas. As plantas regeneradas foram analisadas citologicamente por citometria de fluxo e pela contagem do número de cromossomos. Adicionalmente, análises do tamanho e da frequência dos estômatos foram realizadas e o resultado comprovou que podem ser utilizadas como screening das plantas tratadas. O tratamento com 0,1% de colchicina, em meio de cultura, durante 96 horas apresentou maior número de plantas tetraplóides produzidas sobre o número de plantas regeneradas nas duas cultivares avaliadas. Não há diferenças entre as doses de colchicina e tempos de exposição a droga no número de tetraplóides encontrados em cada tratamento. Entretanto, foi possível verificar que existe diferença significativa na produção de tetraplóides entre as cultivares analisadas, indicando que pode haver uma resposta genética à indução da duplicação dos cromossomos com colchicina. / The polyploidy played an important role in the improvement of many species of plants, especially in cereals including intergeneric hybrids. The process of polyploidy usually produces new and desirable phenotypes or provides support for crosses of plants in breeding programs. This research work reports the result of polyploidy induction in two cassava cultivars (\'Porquinho\' and \'Vassourinha\') by different colchicine concentrations (0.05 %, 0.10 % and 0.15 %) in culture medium exposed for 48 or 96 hours. Regenerated plants were examined cytologically by flow cytometry and chromosome counting. Additionally, analysis of the size and frequency of stomata were performed and the results showed that can be used for screening of the treated plants. Treatment with 0.1% colchicine in the culture medium for 96 hours showed a higher number of tetraploid plants produced about the number of regenerated plants in both cultivars evaluated. No significant differences among colchicine doses and duration times treatment were found in the number of tetraploids found in each treatment. However, we observed a significant difference in tetraploid production between the cultivars analyzed, indicating that there may be a genetic response to induction of chromosome doubling with colchicine.

A poliploidia teve importante papel no melhoramento de muitas espécies de plantas, principalmente nos cereais, incluindo híbridos intergenéricos. O processo de poliploidização, geralmente, produz novos e desejáveis fenótipos ou fornece suporte para cruzamentos de plantas em programas de melhoramento. Esse trabalho apresenta o resultado da indução de poliploidia em duas cultivares de mandioca (\'Porquinho\' e \'Vassourinha\') que foram tratadas com diferentes concentrações de colchicina (0,05%, 0,10% e 0,15%), em meio de cultura, durante 48 e 96 horas. As plantas regeneradas foram analisadas citologicamente por citometria de fluxo e pela contagem do número de cromossomos. Adicionalmente, análises do tamanho e da frequência dos estômatos foram realizadas e o resultado comprovou que podem ser utilizadas como screening das plantas tratadas. O tratamento com 0,1% de colchicina, em meio de cultura, durante 96 horas apresentou maior número de plantas tetraplóides produzidas sobre o número de plantas regeneradas nas duas cultivares avaliadas. Não há diferenças entre as doses de colchicina e tempos de exposição a droga no número de tetraplóides encontrados em cada tratamento. Entretanto, foi possível verificar que existe diferença significativa na produção de tetraplóides entre as cultivares analisadas, indicando que pode haver uma resposta genética à indução da duplicação dos cromossomos com colchicina. / The polyploidy played an important role in the improvement of many species of plants, especially in cereals including intergeneric hybrids. The process of polyploidy usually produces new and desirable phenotypes or provides support for crosses of plants in breeding programs. This research work reports the result of polyploidy induction in two cassava cultivars (\'Porquinho\' and \'Vassourinha\') by different colchicine concentrations (0.05 %, 0.10 % and 0.15 %) in culture medium exposed for 48 or 96 hours. Regenerated plants were examined cytologically by flow cytometry and chromosome counting. Additionally, analysis of the size and frequency of stomata were performed and the results showed that can be used for screening of the treated plants. Treatment with 0.1% colchicine in the culture medium for 96 hours showed a higher number of tetraploid plants produced about the number of regenerated plants in both cultivars evaluated. No significant differences among colchicine doses and duration times treatment were found in the number of tetraploids found in each treatment. However, we observed a significant difference in tetraploid production between the cultivars analyzed, indicating that there may be a genetic response to induction of chromosome doubling with colchicine.

The evolution of disease resistance in plants occurs within a framework of interacting phenotypes, balancing natural selection for life-history traits along a continuum of fast-growing and poorly defended, or slow-growing and well-defended lifestyles. Plant populations connected by gene flow are physiologically limited to evolving along a single axis of the spectrum of the growth-defense trade-off, and strong local selection can purge phenotypic variance from a population or species, making it difficult to detect variation linked to the trade-off. Hybridization between two species that have evolved different growth-defense trade-off optima can reveal trade-offs hidden in either species by introducing phenotypic and genetic variance. Here, I investigated the phenotypic and genetic basis for variation of disease resistance in a set of naturally formed hybrid poplars. The focal species of this dissertation were the balsam poplar (Populus balsamifera), black balsam poplar (P. trichocarpa), narrowleaf cottonwood (P. angustifolia), and eastern cottonwood (P. deltoides). Vegetative cuttings of samples were collected from natural populations and clonally replicated in a common garden. Ecophysiology and stomata traits, and the severity of poplar leaf rust disease (Melampsora medusae) were collected. To overcome the methodological bottleneck of manually phenotyping stomata density for thousands of cuticle micrographs, I developed a publicly available tool to automatically identify and count stomata. To identify stomata, a deep con- volutional neural network was trained on over 4,000 cuticle images of over 700 plant species. The neural network had an accuracy of 94.2% when applied to new cuticle images and phenotyped hundreds of micrographs in a matter of minutes. To understand how disease severity, stomata, and ecophysiology traits changed as a result of hybridization, statistical models were fit that included the expected proportion of the genome from either parental species in a hybrid. These models in- dicated that the ratio of stomata on the upper surface of the leaf to the total number of stomata was strongly linked to disease, was highly heritable, and wass sensitive to hybridization. I further investigated the genomic basis of stomata-linked disease variation by performing an association genetic analysis that explicitly incorporated admixture. Positive selection in genes involved in guard cell regulation, immune sys- tem negative regulation, detoxification, lipid biosynthesis, and cell wall homeostasis were identified. Together, my dissertation incorporated advances in image-based phenotyping with evolutionary theory, directed at understanding how disease frequency changes when hybridization alters the genomes of a population.

Compared with the free atmosphere, the aquatic environment is oxygen poor. As a result many secondarily aquatic organisms have adaptations that allow them to continue to use the atmosphere, directly or indirectly, to supply their oxygen requirements. This thesis examines how diving insects use bubbles of air collected at the surface of the water as oxygen reserves, gills and flotation devices, and how an aquatic angiosperm channels convective flows of air from its emergent leaves to its submerged organs. 1. Backswimmers (Anisops spp.) begin a dive positively buoyant, but rapidly enter a protracted period of near neutral buoyancy. A bubble of air held on the insect’s abdomen shrinks as respiration consumes its oxygen, while at the same time highly soluble carbon dioxide dissolves into the surrounding water. The reduced air volume confers neutral buoyancy. In response to low oxygen partial pressure (PO2) in the bubble, oxygen is released from large haemoglobin cells in the abdomen. The haemoglobin’s sensitivity to falling PO2 maintains the oxygen tension between 5.1 and 2.0 kPa. This stabilises the volume and buoyancy of the bubble. During a dive the haemoglobin and air-store supply 0.25 and 0.26 μL of oxygen, respectively. 2. The oxygen affinity of backswimmer haemoglobin determines the stability of the neutrally buoyant phase as well as its ability to satisfy the insect’s respiration. An oxygen equilibrium curve (OEC) determined in vivo has a highly sigmoid shape and an oxygen affinity of 3.9 kPa. In comparison with OEC made in vitro, the in vivo measurements show increased cooperativity and oxygen affinity, consistent with the presence of cationic effectors. Models strongly support the accuracy of the in vivo OEC method. 3. It has long been assumed that a bubble of air held over the spiracles of an insect enables the uptake of oxygen from the surrounding water and thus acts as a ‘gas gill’. Oxygen diffuses into a bubble of air when its PO2 is lower than the surrounding water, but a coincident higher nitrogen partial pressure causes it to dissolve. Several models have been produced to describe the gas exchange process, but all are based on untested assumptions of gill parameters. Measurements of gas gill volume and PO2 made on water bugs (Agraptocorixa eurynome) demonstrate that both drop quickly at the beginning of a dive, but PO2 reaches a stable level while the gas gill continues to dissolve. The importance of ventilation in maintaining an acceptable rate of oxygen consumption is also shown. 4. Interconnected gas spaces within the leaves, stems and rhizomes are a common feature of many emergent aquatic plants. Pressurised air from the leaves and culms of these plants ventilate these lacunae, flowing back to the atmosphere through efflux points. Unlike most aquatic plants, which have simple interconnected pith spaces, sacred lotus, Nelumbo nucifera, possess discrete gas canals which only interconnect where a leaf grows from the rhizome. Silicone casts and pneumatic tests of the gas canals reveal a complex repeating pattern of interconnections which channel air from specific regions of the leaf blade to the rhizome and out through efflux points on adjacent leaves. 5. Lotus, Nelumbo nucifera, possess in the centre of their leaves a specialised efflux organ which connects the gas canals in the leaves and stems with the atmosphere through the apertures of large stomata. Measurements made on excised lotus leaves and in situ reveal that the large stomata act as exhaust valves, opening and closing in a diurnal pattern to regulate the flow of pressurised gas from the leaf lamina and gas canals. This behaviour is shown to regulate gas flow rate and direction. The aquatic environment offers similar respiratory challenges to both plants and insects. While the oxygen uptake and transport mechanisms evolved by these groups are markedly different, they all function according to the same physical laws. Diving insects are separated from the atmosphere while underwater, forcing them to rely on oxygen either carried with them from the surface or extracted from the surrounding water. Emergent aquatic plants have permanent access to atmospheric oxygen, but must transport it long distances from their aerial leaves and stems to their roots and rhizomes. This thesis examines the uptake and storage of oxygen by diving insects and the gas transport system of the sacred lotus. / Thesis(Ph.D.) -- University of Adelaide, School of Earth and Environmental Sciences, 2008