Faba bean (Vicia faba L.) is a cool season crop that uses symbiotic biological nitrogen fixation to obtain atmospheric nitrogen (N), a limiting macronutrient, for growth and maintenance of the plant. Most cool season legumes like faba bean transport N from the nodules as amides, which are metabolized in destination tissues. Ureide metabolism is a catabolic process that produces N rich compounds from purine rings. Many warm season legumes such as soybean and common bean produce ureides (allantoin and allantoate) in their root nodules and then use these molecules to transport fixed nitrogen from root to shoot. Non-ureide exporting plants such as faba bean also produce ureides in normal purine recycling whereby these compounds may play a role in response to abiotic stress. This research aims to examine possible differences in ureide metabolism across genotypes and to assess the role of ureides in response to water limitation. In field grown faba bean, total ureides were found in highest concentrations in leaf tissue, followed by reproductive parts, stems, and nodules, but were not found to differ significantly among genotypes. Ureide concentrations varied throughout the growing season, decreasing over time as the plants reached physiological maturity. A water limitation experiment of faba bean grown in a controlled environment showed that faba bean accumulated the ureides allantoin and allantoate after six to eight days of water limitation when all data were pooled. However, no consistent trend was observed comparing results by genotype, and inoculated versus non-inoculated plants. Overall, results indicate that faba bean likely does not use ureides to transport symbiotically fixed N and that ureide accumulation in field grown plants is most likely in response to abiotic stress or remobilization of purine N from senescing tissues.

Orientador: Ladaslav Sodek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T07:22:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camargos_LilianeSantosde_D.pdf: 771179 bytes, checksum: daa7e6be4a51704bd9baabb7c6975f09 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Calopogonium mucunoides é uma leguminosa tropical típica de cerrado, sendo muito utilizada em adubação verde e como forrageira. Possui alta capacidade de fixação de nitrogênio, sendo cultivada em solos de baixo pH e pouca fertilidade; e boa resistência à seca, mas não tolera baixas temperaturas. Poucos são os estudos acerca do metabolismo de nitrogênio nesta espécie, mas demonstram que a leguminosa apresenta alta abundância relativa de ureídeos quando fixando nitrogênio. Estudos preliminares nossos demonstraram certa tolerância do mecanismo de fixação à exposição ao nitrato. Este trabalho objetivou estudar o metabolismo de nitrogênio, em Calopogonium mucunoides, identificando as principais alterações no metabolismo de nitrogênio sob diferentes condições de obtenção deste nutriente: plantas cultivadas recebendo solução nutritiva com diferentes fontes de nitrogênio antes da nodulação; e plantas plenamente noduladas, então expostas a receber solução nutritiva com diferentes fontes de nitrogênio, em diferentes concentrações e por diferentes tempos de exposição. Observou-se que a espécie não apresentou nodulação sensível à presença de nitrogênio no meio e, quando plantas plenamente noduladas foram expostas ao nitrogênio, a fixação foi mantida e a atividade da enzima nitrogenase só foi afetada, embora não totalmente, quando as plantas foram expostas a concentrações de 30 mM de nitrato. Por outro lado, a espécie parece responder à fonte de nitrogênio translocando e/ou acumulando diferentes formas de ureídeo (alantoína e ácido alantóico), mas o metabolismo de aminoácidos não apresentou resposta padrão à exposição ao nitrogênio. Estes estudos indicaram tolerância da nodulação e da fixação de nitrogênio desta espécie ao cultivo na presença de nitrogênio, podendo então servir de embasamento a futuros estudos acerca da sensibilidade/tolerância desses processos à presença de nitrogênio no meio em leguminosas em geral / Abstract: Calopogonium mucunoides is a tropical legume found in the ¿cerrado¿ (savanna) regions, and widely used as green manure and forage. It has a high capacity for fixing nitrogen, being cultivated in soils with low pH and poor fertility; and good resistance to drought, but does not tolerate low temperatures. Studies on the nitrogen metabolism of this species are quite scarce but it is known that the legume has a high relative abundance of ureides when fixing nitrogen. Our own preliminary studies suggested certain tolerance of fixation to the presence of nitrate. The objective of the present study was to study nitrogen metabolism in Calopogonium mucunoides, identifying the influence of the nitrogen source on nitrogen metabolism using: different nitrogen sources starting before nodulation; and exposing plants to the same sources only after complete nodulation, at different concentrations and times of exposure. It was found that the nodulation process of this species was not sensitive to the presence of a nitrogen source in the medium and, when fully nodulated plants were exposed to the nitrogen sources, fixation was maintained and the activity of nitrogenase was only affected, albeit partially, when exposed to the highest (30 mM) dose of nitrate. On the other hand, the species appears to respond to the exogenous source of nitrogen by translocating and/or accumulating different forms of ureides (allantoin and allantoic acid), but the metabolism of amino acids did not respond clearly to the nitrogen source. The data indicate that the process of nodulation and nitrogen fixation in this species is tolerant to the presence of a nitrogen source in the medium and should prove useful for future studies on the sensitivity/tolerance of nitrogen fixation to na external nitrogen source in legumes / Doutorado / Doutor em Biologia Vegetal

Orientador: Ana Carolina Firmino / Resumo: O encharcamento do solo é um problema comum em algumas áreas agricultáveis, inclusive em regiões sob cultivo de soja (Glycine max). Em solos encharcados, ocorre a depleção de O2 do solo pelos microrganismos aeróbicos e plantas, afetando os processos metabólicos e fisiológicos das plantas após sofrerem anoxia no tecido radicular. Outro fator prejudicial neste contexto, é o aumento exponencial da disponibilidade de ferro (Fe) no solo, o que pode resultar na absorção excessiva do Fe pelas plantas. No primeiro experimento, o objetivo foi avaliar a vulnerabilidade do aparato fotossintético e produção de biomassa de duas cultivares de soja no estágio fenológico V2, sob condição hídrica adequada e diferentes níveis de encharcamento do solo associada a uma concentração moderada e duas concentrações tóxicas de Fe. No segundo experimento, o objetivo foi avaliar o comportamento fisiológico e bioquímico da soja cultivar Agroeste 3680 associado ao desenvolvimento das vagens (estágio fenológico R3) sob solo não encharcado e encharcado combinado com uma concentração moderada e duas concentrações tóxicas de Fe. No primeiro experimento, o aparato fotossintético das cultivares de soja responderam diferentemente ao encharcamento e à disponibilidade de Fe no solo. Ambas cultivares foram vulneráveis ao encharcamento de 100% em todas as concentrações Fe, o que resultou em danos acentuados às trocas gasosas, concentração de clorofilas e, consequentemente, levou à diminuição da biomassa seca da part... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Soil waterlogging is a common problem in some agricultural areas, including regions under soybean (Glycine max) cultivation. In waterlogged soils, soil O2 depletion occurs due to aerobic microorganisms and plants, affecting the metabolic and physiological processes of plants after suffering anoxia in their root tissue. Another harmful factor of this situation is the exponential increase in the availability of iron (Fe) in the soil, which may result in excessive Fe uptake by plants. In the first experiment, the objective was to evaluate the vulnerability of the photosynthetic apparatus and biomass production of two soybean cultivars at the phenological stage V2, under optimal water condition and different levels of soil waterlogging, combined with one moderate and two toxic levels of Fe. While in the second experiment, the objective was to evaluate the physiological and biochemical behaviour of soybean cultivar Agroeste 3680, associated with the development of pods (at the phenological stage R3) in non-waterlogged and waterlogged soil, combined with one moderate and two toxic levels of Fe. In the first experiment, the photosynthetic apparatus of the two soybean cultivars responded differently to waterlogging and the availability of Fe in the soil. Both cultivars were vulnerable to waterlogging of 100% at all concentrations Fe, which resulted in damage to gas exchange and chlorophyll levels, and consequently, led to lower shoot and root biomass accumulation. The photosynthetic ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by ALEXANDRE CAETANO PEROZINI null (perozini@agr.feis.unesp.br) on 2016-03-05T01:05:39Z No. of bitstreams: 1 Tese.Alexandre_Versão_Final.UNESP.pdf: 1263029 bytes, checksum: 1b2a299ca7b9ff16803def4a7f40642c (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-03-07T13:04:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 perozini_ac_dr_ilha.pdf: 1263029 bytes, checksum: 1b2a299ca7b9ff16803def4a7f40642c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-07T13:04:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 perozini_ac_dr_ilha.pdf: 1263029 bytes, checksum: 1b2a299ca7b9ff16803def4a7f40642c (MD5) Previous issue date: 2016-02-02 / O glifosato sal de isopropilamina de N - (fosfonometil) glicina é um dos herbicidas mais utilizados em sistemas de cultivo de produtos agrícolas geneticamente modificados, especialmente para a cultura da soja. Visando estudar os efeitos da aplicação de glifosato e manganês (Mn) em diferentes estádios de desenvolvimento sobre a fisiologia e nutrição das plantas de soja, características agronômicas e viabilidade econômica, desenvolveu-se dois experimentos na Fazenda de Ensino e Pesquisa da UNESP-Ilha Solteira, localizada no município de Selvíria-MS. Os experimentos foram instalados em 07/11/2012, utilizando-se a variedade de soja BRS Valiosa RR. O delineamento experimental utilizado foi blocos casualizados em arranjo fatorial. O produto utilizado para fornecer Mn contém como matéria prima sulfato de Mn quelatizado com EDTA. A fonte do N - (fosfonometil) glicina foi o Roundup Original com concentração de sal de Isopropilamina de glifosato 480 g L-1 (360 g L-1 equivalente ácido). Os tratamentos: primeiro experimento com aplicação de glifosato nas doses de 0 ou 1440 g i.a. ha-1 (equivalente ácido), parceladamente nos estádios V3 e V7 ou em dose única no estádio V7, na ausência ou presença de 350 g ha-1 Mn, aplicado em dose única no estádio V5 ou parceladamente, com aplicações em V5 e V9. E no segundo experimento, a aplicação de glifosato, nas doses equivalente ácido de 720 g i.a. ha-1 aplicado em V3, 1440 g i.a. ha-1 aplicados em V3 + V7, na ausência ou presença de 350 g ha-1 Mn, aplicado no estádio V5. As pulverizações foliares dos tratamentos foram realizadas com pulverizador de barra de 5 m de comprimento, provida com bicos leque 110-02, espaçados de 50 cm, acoplado ao trator, e calibrado para volume de aplicação de 200 L ha-1 de calda. Diante dos resultados obtidos pode-se concluir que: há alteração na forma de ureídeo e em ETR (taxa de elétrons refletidos); não houve alterações significativas no teor nutricional, apenas para número de grãos por vagens e produção média (kg ha-1), apresentaram diferenças significativas no segundo experimento, o que levou a um melhor resultado econômico com aplicação de 1440 g i.a. ha-1 de glifosato em estádios V3. / Glyphosate (N-[phosphonomethyl] glycine) is one of the most used herbicides in the systems of genetically modified agricultural product cultivation, especially for soybean. Studying the effects of glyphosate and manganese (Mn) application in different development stages on the physiology and nutrition of soybean plants, agronomic features and economic viability, it was developed two experiments at the Teaching and Research Farm, UNESP-Ilha Solteira, located in Selvíria-MS. The experiments were conducted on 11/07/2012, using soybean BRS Valiosa RR. The used experimental design was randomized block design with 4 replications, factorial arrangement. The product used to provide Mn as raw material contains Mn sulfate chelated with EDTA. The source of N-(phosphonomethyl) glycine was Roundup Original with concentration of isopropylamine salt of glyphosate 480 g L -1 (360 g L-1 acid equivalent). The treatments: first experiment with glyphosate application at doses of 0 or 1440 g i.a. ha-1 (acid equivalent) in installments V3 and V7 stages or in single dose V7 stage in the absence or presence of 350 g i.a. ha-1 Mn applied in a single dose at V5 or in installments, with applications in V5 and V9. And in the second experiment, the glyphosate application in doses equivalent acid to 720 g i.a. ha-1 applied at V3, 1440 g i.a. ha-1 applied at V3 + V7, in the absence or presence of 350 g i.a. ha-1 Mn, applied at V5. The treatment foliar spray was always performed, with a 12 m long bar provided with 5 cone nozzles 110-02, with spacing of 50 cm coupled to the tractor, calibrated for volume 200 L ha-1 . Based on these results it can be concluded that: there is a change in the ureide form and REE (rate reflected electrons); there were no significant alterations in nutritional coutents, only for number of grains per pod and average production (kg ha-1 ) showed statistic significant differences in the second experiment, which led to a better economic results in treating 1440 g i.a. ha-1 of glyphosate at V3 stage.