Submitted by Natalia de Souza Gonçalves (natalia.goncalves@ufpe.br) on 2016-10-10T12:47:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Lumena Feitosa Duda.pdf: 3810732 bytes, checksum: 139d9ec8d60cf833b8f3dc69f96cd690 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-10T12:47:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Lumena Feitosa Duda.pdf: 3810732 bytes, checksum: 139d9ec8d60cf833b8f3dc69f96cd690 (MD5) Previous issue date: 2014-02-19 / Capes / O aumento na demanda por produção de cana-de-açúcar exige maior investimento na geração de novas variedades tolerantes aos estresses bióticos e abióticos, melhorando as condições de plantio, colheita e produtividade. A produção de variedades tolerantes à seca, exige o conhecimento detalhado dos aspectos morfofisiológicos que distinguem entre os indivíduos mais vantajosos para o plantio. Dessa forma, esse trabalho teve como objetivo avaliar alguns aspectos anatômicos, espessura do mesofilo, arquitetura estomática, caracterização epidérmica, análises de trocas gasosas e potencial hídrico foliar entre as variedades sensíveis RB855536 e RB72454 e as tolerantes RB867515 e RB92579 ao déficit hídrico. Verificou-se que o potencial hídrico foliar (w) foi menor na estação seca, em especial àquele medido ao meio dia. A variedade RB72454 obteve menor valor de w (-2,21 MPa). Durante a estação seca, ocorreu uma compactação do mesofilo em cerca de 30% para todas as variedades. A taxa de assimilação líquida de CO2 (AL) apresentou maiores reduções na estação seca, para todas as variedades, com menores médias na variedade RB92579. Por outro lado, a condutância estomática (gs) foi maior na variedade RB855536. A morfologia dos estômatos e sua distribuição nas superfícies epidérmicas diferiu de acordo com a estação, com menor densidade estomática na estação seca em ambas faces. Uma ampla deposição de cera epicuticular sobre o poro estomático parece ser uma das principais características que determinam a menor gs no período seco. / The increase in demand for production of sugar cane requires greater investment in new generation tolerant varieties to biotic and abiotic stresses, improving conditions for planting, harvesting and productivity. The production of drought tolerant varieties requires a detailed knowledge of Morphophysiological aspects that distinguish between the most viable individuals for planting. This study aimed to evaluate some anatomical aspects, mesophyll thickness, stomatal architecture, epidermal characterization, analysis of gas exchange and leaf water potential between susceptible varieties RB855536 and RB72454 and RB92579 and RB867515 drought tolerant. It was found that the leaf water potential (w) was lower in the dry season, especially to that measured at noon. The variety RB72454 got smaller value of w (-2.21 MPa). During the dry season, there was a compression of the mesophyll by about 30% for all varieties. The rate of net CO2 assimilation (AL) showed greater reductions in dry season for all varieties with lower averages in variety RB92579. On the other hand, stomatal conductance (gs) was higher in the range RB855536. The morphology and distribution of stomata in epidermal surfaces differed according to season, with lower stomatal density in the dry season on both side. An extensive deposition of epicuticular wax on the stomatal pore seems to be one of the main characteristics that determine the lowest gas in the dry season.

Como organismos multicelulares complexos, as plantas requerem um extraordinário nível de coordenação entre as células para que se desenvolvam ordenadamente. Para a coordenação dessas atividades, as células devem freqüentemente ser aptas a se comunicar umas com as outras a certas distâncias. Os principais meios de comunicação intercelular são os hormônios e mensageiros químicos que carreiam as informações entre as células e assim coordenam seu crescimento e desenvolvimento. O ácido abscísico (ABA) é o hormônio envolvido nos processos fisiológicos quando as plantas são expostas a alguns tipos de estresse, como deficiência hídrica. Relativamente grandes quantidades de ABA são rapidamente sintetizadas em folhas em resposta ao estresse hídrico, onde o principal papel parece ser a regulação da abertura e fechamento estomático. No início do estresse hídrico, o ABA carreado pelo fluxo xilemático é sintetizado nas raízes que estão em contato direto com o solo seco. Devido a esse transporte poder ocorrer antes que o baixo potencial de água no solo cause qualquer mudança mensurável no estado hídrico das folhas, acredita-se que o ABA seja um sinal das raízes que ajuda a reduzir a taxa de transpiração nas folhas pelo fechamento estomático. O principal objetivo do trabalho foi determinar se o ABA sintetizado nas raízes de Lycopersicon esculentum é crucial na regulação do comportamento estomático ou se o ABA produzido pelas folhas poderia agir como sinal hormonal que permitisse a sobrevivência da planta em condições de deficiência hídrica. De forma similar, Lycopersicon pennellii, uma espécie tolerante ao estresse hídrico, foi estudada com o objetivo de determinar a possível função dos sinais químicos das raízes ou de outro mecanismo de tolerância a seca. Para tanto, plantas com 30 dias de idade obtidas de sementes de L. esculentum cv Lukullus, L. pennellii e um mutante chamando notabilis foram enxertadas umas nas outras e crescidas em casa de vegetação. Após dois meses, medidas de condutância estomática, transpiração e potencial da água na folha foram realizadas em três condições de água no solo: bem irrigado, estresse hídrico e reirrigação. Os valores de condutância estomática e transpiração mostraram que o comportamento estomático foi determinado pelo genótipo da parte aérea das plantas enxertadas. Também verificou-se que a tolerância a seca em L. pennellii não foi determinada exclusivamente por caracteres morfo-anatômicos da parte aérea. / Multicellular plants are complex organisms and their orderly development requires an extraordinary measure of coordination between cells. In order to coordinate their activities, cells must be able to communicate with each other, often at some distance. The principal means of intercellular communication are the hormones, chemical messengers that carry information between cells and thus coordinate their growth and development. Abscisic acid (ABA) is the hormone involved in physiological processes when plants are exposed to some sort of stress: water deficiency, for example. Relatively large amounts of ABA are rapidly synthesized in leaves in response to water stress, where it appears to play a major role in regulating stomatal opening and closure. As water stress begins, some of the ABA carried out by the xylem stream is synthesized in roots that are in direct contact with the drying soil. Because this transport can occur before the low water potential of the soil causes any measurable change in the water status of the leaves, ABA is believed to be a root signal that helps reduce the transpiration rate in the leaves by closing stomata. The main objective of the work was to determine if ABA synthesized in the roots of Lycopersicon esculentum is crucial in regulation stomata behavior or ABA produced by the leaves could act as hormone signal to improve plant survival under water shortage conditions. In a similar way, Lycopersicon pennellii, a water stress tolerant specie, was studied in order to determine the possible role of chemical root signals or any other mechanism. For that, 30 d-old plants obtained from seeds of L. esculentum cv Lukullus, L. pennellii and a mutant named notabilis were grafted to each other and grown in greenhouse conditions. Two months later, measurements of stomatal conductance, transpiration and leaf water potential were carried out. These measurements were done under three soil water conditions: plenty, stress and reirrigation. The values of stomatal conductance and transpiration showed that stomatal behavior was influenced by the genotype of the aerial part of grafted plants. It was also verified that the drought tolerance of L. pennellii was not only determined by morpho-anatomical characteristics of plant shoot.

Orientador: Marcelo Menossi Teixeira, Andrea Akemi Hoshino / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T05:45:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_CesarBuenode_D.pdf: 2755272 bytes, checksum: 945d7a45c10893c9a58603f1e04813ef (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar e no cenário atual, em que o aumento na busca por energia renovável é visível, o aumento na produtividade da cana é de extremo interesse para o setor sucroalcooleiro. Estresses abióticos influenciam grandemente a produtividade de espécies como a cana e, sendo assim, estudos relacionados com a tentativa de diminuir esse impacto na produtividade são de grande importância. A seca é o estresse ambiental que mais causa prejuízos ao agronegócio e por esse motivo é muito desejável que se desenvolvam novas variedades de cana-de-açúcar que sejam mais tolerantes a esses estresses e com isso o setor sucroalcooleiro será largamente beneficiado. A transgenia é uma das ferramentas utilizadas na produção de novos cultivares comerciais com características agronômicas interessantes e, para o seu sucesso, a identificação de genes com potencial para melhorar essas características faz-se necessária. Sendo assim, o maior objetivo desse trabalho foi a avaliação do potencial biotecnológico de seis genes de cana-de-açúcar que são modulados por seca. Os genes aqui estudados tiveram seu perfil de resposta a seca anteriormente avaliado por microarranjos de DNA e foram selecionados como candidatos para a produção de um novo cultivar de cana-de-açúcar que seja mais tolerante a estresses abióticos. Esses genes foram analisados em plantas transgênicas de tabaco, cana-de-açúcar e/ou Brachypodium. A superexpressão de dois genes de cana em tabaco conferiu maior tolerância a seca e salinidade das plantas transgênicas quando comparadas às selvagens e a proteção de seus usos na produção de plantas tolerantes a estresses abióticos foi solicitada. Há evidências de que um terceiro gene de cana conferira tolerância ao estresse oxidativo em plantas transgências de cana. Além disso, outros três genes de cana foram inseridos em Brachypodium, mas os eventos gerados ainda não foram avaliados. Com o trabalho desevolvido foi, portanto, possível gerar plantas transgênicas tolerantes a estresses abióticos e com isso é possível concluir que a seleção de genes candidatos para melhorias de características agronômicas de interesse através de microarranjos é algo que deve ser explorado e pode-se concluir, ainda, que alguns dos genes analisados estão envolvidos na resposta a seca e/ou aos estresses ambientais em geral / Abstract: Brasil is the largest producer of sugarcane in the world and the seeking for renewable energy is currently visible what makes the increase of sugarcane productivity highly desirable. Abiotic stresses greatly influence the productivity of species such sugarcane. Therefore, studies related to the reduction of these impacts on productivity are highly important. Drought is the environmental stress that causes more damage to agribusiness and because of it the development of new cultivars with higher tolerance to abiotic stresses is desirable since the sugar and ethanol sector will be largely benefited. Transgenic plants production is one of the tools that have been used in the development of new cultivars with interesting agronomic traits and for its success identifying genes that can improve these characteristics is necessary. Thus, the main objective of this study was evaluating the biotechnological potential of six drought-modulated genes from sugarcane. The genes studied here have their drought response profile previously showed by microarray and were selected as candidates for the production of a new sugarcane cultivar with higher tolerance to abiotic stresses. These genes were analyzed in transgenic tobacco, sugarcane and/or Brachypodium plants. The overexpression of two sugarcane genes in tobacco conferred higher drought and salinity tolerance in tobacco plants compared to wild-type and the protection of their uses in the production of plants with higher tolerance to abiotic stress was requested. There are evidences that a third sugarcane gene confers tolerance to oxidative stress in transgenic sugarcane. Furthermore, three other genes were inserted in Brachypodium but these transgenic events were not yet analyzed. With this work was possible to produce transgenic plants that are tolerant to abiotic stresses what let us to conclude that the selection of candidate genes to improve agronomic traits by microarrays is useful and that some of the analyzed genes are involved into drought and/or abiotic stresses in general responses / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Os efeitos da aplicação foliar de fósforo (Pi) na condutância estomática (gs) e na fotossíntese (A), foram avaliados em genótipos de feijoeiro, A320, Carioca e Ouro Negro, cultivados em potes numa casa de vegetação. Este estudo foi feito durante o dia após a aplicação foliar de 10 g de Pi L-1, em plantas hidratadas, e durante um período de deficiência hídrica iniciada dois ou cinco dias após a aplicação. Durante o dia após a aplicação de Pi, não foi observado nenhuma diferença, entre os tratamentos com e sem Pi, nas trocas gasosas de ambas as cultivares. Durante a desidratação, a aplicação de Pi não causou aumento de gs, mas causou aumento de A, nas medições às 0900, 1200 e 1500 horas, nas cultivares (Carioca e Ouro Negro), mas com um efeito maior na cultivar Ouro Negro, principalmente às 1200 horas. A eficiência intrínseca do uso da água (EIUA) também foi superior nas plantas com suprimento foliar de Pi. Quanto aos componentes da produção, a aplicação de Pi causou aumento do número de vagens das plantas da cultivar Ouro Negro, sob desidratação. Portanto, a aplicação de Pi foliar pode reduzir o efeito de uma desidratação quando aplicado dois dias antes da suspensão da irrigação. Além disso, o potencial fotossintético (Ac) de Ouro Negro com Pi foi superior ao de A320, com e sem Pi, na seca máxima, e ao A320 sem Pi, na reidratação. A dissipação térmica, não fotoquímica (NPQ), do genótipo A320 sem Pi foi maior que com Pi e que a do Ouro Negro, com e sem Pi, na reidratação, provavelmente devido aos menores valores de A neste tratamento sem Pi. O uso de fosfato de amônio substituindo a uréia ou o sulfato de amônio, que são aplicados aos 25 DAE, é recomendável. / The effects of foliar Pi supplying (Pi) on stomatal conductance (gs) and photosynthesis (A) were measured in genotypes, A320, Carioca and Ouro Negro, grown under greenhouse condition. Measurements of gs and A were taken one day after Pi application (10 g L-1) on well-irrigated plants, and during drought stress period beginning two or five days after Pi supplying. During the day after Pi application, it was not observed any difference on gas exchange of genotypes (Carioca and Ouro Negro) due to the treatments with and without Pi. During water stress, the Pi supplying did not cause increase of gs, however, caused increase of A at 0900, 1200 and 1500 h in both genotypes. This effect was higher when considered Ouro Negro at 1200 h. The intrinsic water use efficiency (IWUE) was also increased in Pi-supplied plants. The Pi supplying caused increase on pod number of Ouro Negro plants under water deficit. These results suggest that the foliar Pi application may reduce the effect of water deficit on photosynthesis when supplied two days before the water withholding. In addition, the O2 evolution (Ac) on Ouro negro with extra Pi was higher than for A320, with or without Pi, at the last day of the mild water deficit, and it was higher than A 320 with extra Pi at rehydration. The non-photosynthetic quenching (NPQ), was higher for A320 without Pi at recovery, probably due to the smaller values of A at this treatment. The use of ammonium phosphate, instead of urea or ammonium sulphate to be applied as usual 25 DAS, is recommended.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A cana-de-açúcar (Saccharum spp) é uma cultura em expansão no Brasil, necessitando de práticas que aumentem a produtividade nos diferentes ecossistemas do país. Dessa forma, o presente trabalho, teve como objetivo avaliar o crescimento inicial e a tolerância à seca da variedade de cana-de-açúcar RB92579 com a aplicação de bioestimulantes e enraizadores. Para isso, foi realizado um experimento em casa de vegetação, em delineamento inteiramente casualizado. Os tratamentos utilizados foram: T1 Controle; T2 - AIB (Ácido Indolbutírico), na concentração de 1000 mg.L-1; T3 - B+Zn (Bórax, 10 Kg por hectare + Sulfato de Zinco, 20 Kg por hectare); T4 - Triptofano, 7,2 Kg por hectare; T5 - (Kymon Plus®, 1,0 L por hectare + Potamol® 0,5 L por hectare) e T6 - Stimulate®, 0,5 L por hectare. Aos 41 e 124 DAP foram coletados dados morfológicos e de biomassa para análise do crescimento inicial da planta. Aos 117 dias após o plantio foi suspensa a rega por 36 horas para avaliar o efeito dos bioestimulantes e enraizadores em mitigar o efeito do estresse hídrico. A aplicação de AIB e Stimulate® proporcionaram maiores taxas de crescimento e acúmulo de biomassa. A aplicação de Ubyfol e Stimulate® proporcionaram maiores trocas gasosas na ausência de estresse hídrico e aumentaram a eficiência quântica efetiva do PSII mesmo quando a plantas estavam sob estresse hídrico, quando comparadas com o controle. Em plantas sob estresse hídrico moderado, a aplicação de Stimulate® proporcionou a manutenção de maiores taxas de fotossíntese, transpiração e condutância estomática. O experimento deve ser repetido em campo para verificar se esses resultados se traduzem em aumento da produtividade tanto na condição de sequeiro como na condição irrigada.

Os efeitos da aplicação foliar de fósforo (Pi) na condutância estomática (gs) e na fotossíntese (A), foram avaliados em genótipos de feijoeiro, A320, Carioca e Ouro Negro, cultivados em potes numa casa de vegetação. Este estudo foi feito durante o dia após a aplicação foliar de 10 g de Pi L-1, em plantas hidratadas, e durante um período de deficiência hídrica iniciada dois ou cinco dias após a aplicação. Durante o dia após a aplicação de Pi, não foi observado nenhuma diferença, entre os tratamentos com e sem Pi, nas trocas gasosas de ambas as cultivares. Durante a desidratação, a aplicação de Pi não causou aumento de gs, mas causou aumento de A, nas medições às 0900, 1200 e 1500 horas, nas cultivares (Carioca e Ouro Negro), mas com um efeito maior na cultivar Ouro Negro, principalmente às 1200 horas. A eficiência intrínseca do uso da água (EIUA) também foi superior nas plantas com suprimento foliar de Pi. Quanto aos componentes da produção, a aplicação de Pi causou aumento do número de vagens das plantas da cultivar Ouro Negro, sob desidratação. Portanto, a aplicação de Pi foliar pode reduzir o efeito de uma desidratação quando aplicado dois dias antes da suspensão da irrigação. Além disso, o potencial fotossintético (Ac) de Ouro Negro com Pi foi superior ao de A320, com e sem Pi, na seca máxima, e ao A320 sem Pi, na reidratação. A dissipação térmica, não fotoquímica (NPQ), do genótipo A320 sem Pi foi maior que com Pi e que a do Ouro Negro, com e sem Pi, na reidratação, provavelmente devido aos menores valores de A neste tratamento sem Pi. O uso de fosfato de amônio substituindo a uréia ou o sulfato de amônio, que são aplicados aos 25 DAE, é recomendável. / The effects of foliar Pi supplying (Pi) on stomatal conductance (gs) and photosynthesis (A) were measured in genotypes, A320, Carioca and Ouro Negro, grown under greenhouse condition. Measurements of gs and A were taken one day after Pi application (10 g L-1) on well-irrigated plants, and during drought stress period beginning two or five days after Pi supplying. During the day after Pi application, it was not observed any difference on gas exchange of genotypes (Carioca and Ouro Negro) due to the treatments with and without Pi. During water stress, the Pi supplying did not cause increase of gs, however, caused increase of A at 0900, 1200 and 1500 h in both genotypes. This effect was higher when considered Ouro Negro at 1200 h. The intrinsic water use efficiency (IWUE) was also increased in Pi-supplied plants. The Pi supplying caused increase on pod number of Ouro Negro plants under water deficit. These results suggest that the foliar Pi application may reduce the effect of water deficit on photosynthesis when supplied two days before the water withholding. In addition, the O2 evolution (Ac) on Ouro negro with extra Pi was higher than for A320, with or without Pi, at the last day of the mild water deficit, and it was higher than A 320 with extra Pi at rehydration. The non-photosynthetic quenching (NPQ), was higher for A320 without Pi at recovery, probably due to the smaller values of A at this treatment. The use of ammonium phosphate, instead of urea or ammonium sulphate to be applied as usual 25 DAS, is recommended.