Plant growth and development is largely controlled in regions of totipotential cells around the plant body called meristems. The well characterized shoot and root apical meristems are responsible for vertical growth, in which many key players have been well studied. Lateral (secondary) growth is controlled by the vascular and cork cambiums, which are much less understood. A rapid growth of interest in a new model angiosperm tree, poplar, has facilitated the study of the two cambiums, specifically into their regulation at the genomic and proteomic levels. This study describes recent work carried out to explore the genetic regulation of secondary growth in poplar. Two genes have been identified that were previously not associated with the process of secondary growth. The first, a gene lacking annotation (FM#2), was identified through the investigation of a mutant from an activation-tagged population of poplar. This mutant showed aberrant secondary growth, with an increase in the phloem:xylem ratio. It also developed a thick, rough bark, and was subsequently named corky. Constructs to recapitulate this phenotype have been produced to allow the link between the gene FM#2 and the corky phenotype to be firmly established. The second gene was identified through a reverse genetics strategy to test if the Arabidopsis shoot apical meristem regulator, CLAVATA1 also played a role in the regulation of the vascular cambium. When it was downregulated in Arabidopsis, a significant increase in secondary growth was observed. Antisense and hairpin-RNAi constructs were produced to attempt downregulation of the gene in poplar using both traditional Agrobacterium-mediated transformations, and the recently developed strategy of induced somatic sector analysis. / Thesis (Master, Biology) -- Queen's University, 2008-09-23 16:35:26.603

Determinadas espécies arbóreas apresentam ciclos anuais de crescimento e dormência, registrados no lenho por conspícuas estruturas anatômicas – os anéis de crescimento. Nessas árvores pode-se determinar a idade e taxas de crescimento, com resolução calendária anual, através da análise temporal dos anéis de crescimento (dendrocronologia), bem como estudar a variação dessas estruturas segundo as condições ambientais (dendroecologia). Pesquisas recentes têm descrito anéis de crescimento anuais num grande número de espécies tropicais e subtropicais. A exemplo do que ocorre em zonas temperadas e áridas, o desenvolvimento da dendroecologia pode contribuir substancialmente ao conhecimento da dinâmica do clima e da vegetação em ecossistemas tropicais e subtropicais. Nesta tese eu reviso e desenvolvo estudos dendroecológicos em biomas brasileiros, principalmente, em ecossistemas subtropicais montanos, visando solidificar a dendroecologia no país. Segundo ampla revisão bibliográfica, estudos relacionados à dendroecologia nos biomas brasileiros, em sua maioria, versam sobre a anatomia e periodicidade de formação de anéis de crescimento na flora; poucos efetivamente relacionam séries anuais de anéis de crescimento com variações do ambiente. As pesquisas estão concentradas em biomas florestais, notadamente na Amazônia. No intuito de facilitar estudos futuros, apresento uma compilação de 124 espécies que formam anéis anuais. Pesquisas inéditas sobre anéis de crescimento em Araucaria angustifolia, espécie típica de formações florestais e campestres em regiões montanas do sul e sudeste do Brasil, comprovam seu potencial dendroecológico. Através de análise da atividade cambial demonstro que esta espécie forma anéis de crescimento anuais, relacionados à variação sazonal de temperatura e fotoperíodo. Estudando séries temporais de largura de anéis de crescimento verifiquei a existência de padrões regionais de crescimento, relacionados à variação interanual do clima, principalmente da temperatura. Regionalmente, A. angustifolia parece sensível a déficit hídrico em Dezembro e Janeiro, bem como responde de forma complexa às condições térmicas em Maio e Junho. Padrões de crescimento divergente entre árvores de campo e de floresta podem estar relacionados ao regime de queimada da vegetação campestre, por sua vez, moderado pela precipitação no mês de ignição de queimadas (Agosto). / Certain tree species present annual cycles of growth and dormancy, imprinted in wood as conspicuous anatomical structures – the growth rings. Temporal analysis of annual growth rings (dendrochronology) allows the determination of tree age and growth rate, with calendar year resolution, and to study long-term relationship between tree-growth and environmental conditions (dendroecology). Recent studies have found annual growth rings in many tropical and subtropical species. As in temperate and arid zones, dendroecological investigations may contribute for understanding the dynamics of climate and vegetation in tropical and subtropical ecosystems. Here, I review and develop dendroecological studies in biomes of Brazil, aiming to support further advances. According to a broad literature review, dendroecological studies in Brazilian Biomes have focused mostly on anatomy and periodicity of growth ring formation; few of them relate growth ring time-series to environmental conditions. The studies are concentrated in forested biomes, noticebly in Amazonia. In order to assist future studies I present a compilation of 124 species that produce annual growth rings. Novel studies on Araucaria angustifolia, a typical conifer growing in forest and grassland ecosystems of south and southeast Brazilian highlands, confirm its dendroecological potential. By means of cambium activity examination I show that this species produces annual growth rings, related to seasonal variations of temperature and photoperiod. Analyses of ring-width time series revealed regional growth patterns related to inter-annual climate variations. In a regional extent, A. angustifolia trees are, probably, sensitive the water deficit in December and January, as well respond to thermal conditions of May and June, in a complex manner. Divergent patterns between grassland and forest trees may be related to grassland fire regimes, moderated by rainfall during the fire ignition period (August).

Determinadas espécies arbóreas apresentam ciclos anuais de crescimento e dormência, registrados no lenho por conspícuas estruturas anatômicas – os anéis de crescimento. Nessas árvores pode-se determinar a idade e taxas de crescimento, com resolução calendária anual, através da análise temporal dos anéis de crescimento (dendrocronologia), bem como estudar a variação dessas estruturas segundo as condições ambientais (dendroecologia). Pesquisas recentes têm descrito anéis de crescimento anuais num grande número de espécies tropicais e subtropicais. A exemplo do que ocorre em zonas temperadas e áridas, o desenvolvimento da dendroecologia pode contribuir substancialmente ao conhecimento da dinâmica do clima e da vegetação em ecossistemas tropicais e subtropicais. Nesta tese eu reviso e desenvolvo estudos dendroecológicos em biomas brasileiros, principalmente, em ecossistemas subtropicais montanos, visando solidificar a dendroecologia no país. Segundo ampla revisão bibliográfica, estudos relacionados à dendroecologia nos biomas brasileiros, em sua maioria, versam sobre a anatomia e periodicidade de formação de anéis de crescimento na flora; poucos efetivamente relacionam séries anuais de anéis de crescimento com variações do ambiente. As pesquisas estão concentradas em biomas florestais, notadamente na Amazônia. No intuito de facilitar estudos futuros, apresento uma compilação de 124 espécies que formam anéis anuais. Pesquisas inéditas sobre anéis de crescimento em Araucaria angustifolia, espécie típica de formações florestais e campestres em regiões montanas do sul e sudeste do Brasil, comprovam seu potencial dendroecológico. Através de análise da atividade cambial demonstro que esta espécie forma anéis de crescimento anuais, relacionados à variação sazonal de temperatura e fotoperíodo. Estudando séries temporais de largura de anéis de crescimento verifiquei a existência de padrões regionais de crescimento, relacionados à variação interanual do clima, principalmente da temperatura. Regionalmente, A. angustifolia parece sensível a déficit hídrico em Dezembro e Janeiro, bem como responde de forma complexa às condições térmicas em Maio e Junho. Padrões de crescimento divergente entre árvores de campo e de floresta podem estar relacionados ao regime de queimada da vegetação campestre, por sua vez, moderado pela precipitação no mês de ignição de queimadas (Agosto). / Certain tree species present annual cycles of growth and dormancy, imprinted in wood as conspicuous anatomical structures – the growth rings. Temporal analysis of annual growth rings (dendrochronology) allows the determination of tree age and growth rate, with calendar year resolution, and to study long-term relationship between tree-growth and environmental conditions (dendroecology). Recent studies have found annual growth rings in many tropical and subtropical species. As in temperate and arid zones, dendroecological investigations may contribute for understanding the dynamics of climate and vegetation in tropical and subtropical ecosystems. Here, I review and develop dendroecological studies in biomes of Brazil, aiming to support further advances. According to a broad literature review, dendroecological studies in Brazilian Biomes have focused mostly on anatomy and periodicity of growth ring formation; few of them relate growth ring time-series to environmental conditions. The studies are concentrated in forested biomes, noticebly in Amazonia. In order to assist future studies I present a compilation of 124 species that produce annual growth rings. Novel studies on Araucaria angustifolia, a typical conifer growing in forest and grassland ecosystems of south and southeast Brazilian highlands, confirm its dendroecological potential. By means of cambium activity examination I show that this species produces annual growth rings, related to seasonal variations of temperature and photoperiod. Analyses of ring-width time series revealed regional growth patterns related to inter-annual climate variations. In a regional extent, A. angustifolia trees are, probably, sensitive the water deficit in December and January, as well respond to thermal conditions of May and June, in a complex manner. Divergent patterns between grassland and forest trees may be related to grassland fire regimes, moderated by rainfall during the fire ignition period (August).

Determinadas espécies arbóreas apresentam ciclos anuais de crescimento e dormência, registrados no lenho por conspícuas estruturas anatômicas – os anéis de crescimento. Nessas árvores pode-se determinar a idade e taxas de crescimento, com resolução calendária anual, através da análise temporal dos anéis de crescimento (dendrocronologia), bem como estudar a variação dessas estruturas segundo as condições ambientais (dendroecologia). Pesquisas recentes têm descrito anéis de crescimento anuais num grande número de espécies tropicais e subtropicais. A exemplo do que ocorre em zonas temperadas e áridas, o desenvolvimento da dendroecologia pode contribuir substancialmente ao conhecimento da dinâmica do clima e da vegetação em ecossistemas tropicais e subtropicais. Nesta tese eu reviso e desenvolvo estudos dendroecológicos em biomas brasileiros, principalmente, em ecossistemas subtropicais montanos, visando solidificar a dendroecologia no país. Segundo ampla revisão bibliográfica, estudos relacionados à dendroecologia nos biomas brasileiros, em sua maioria, versam sobre a anatomia e periodicidade de formação de anéis de crescimento na flora; poucos efetivamente relacionam séries anuais de anéis de crescimento com variações do ambiente. As pesquisas estão concentradas em biomas florestais, notadamente na Amazônia. No intuito de facilitar estudos futuros, apresento uma compilação de 124 espécies que formam anéis anuais. Pesquisas inéditas sobre anéis de crescimento em Araucaria angustifolia, espécie típica de formações florestais e campestres em regiões montanas do sul e sudeste do Brasil, comprovam seu potencial dendroecológico. Através de análise da atividade cambial demonstro que esta espécie forma anéis de crescimento anuais, relacionados à variação sazonal de temperatura e fotoperíodo. Estudando séries temporais de largura de anéis de crescimento verifiquei a existência de padrões regionais de crescimento, relacionados à variação interanual do clima, principalmente da temperatura. Regionalmente, A. angustifolia parece sensível a déficit hídrico em Dezembro e Janeiro, bem como responde de forma complexa às condições térmicas em Maio e Junho. Padrões de crescimento divergente entre árvores de campo e de floresta podem estar relacionados ao regime de queimada da vegetação campestre, por sua vez, moderado pela precipitação no mês de ignição de queimadas (Agosto). / Certain tree species present annual cycles of growth and dormancy, imprinted in wood as conspicuous anatomical structures – the growth rings. Temporal analysis of annual growth rings (dendrochronology) allows the determination of tree age and growth rate, with calendar year resolution, and to study long-term relationship between tree-growth and environmental conditions (dendroecology). Recent studies have found annual growth rings in many tropical and subtropical species. As in temperate and arid zones, dendroecological investigations may contribute for understanding the dynamics of climate and vegetation in tropical and subtropical ecosystems. Here, I review and develop dendroecological studies in biomes of Brazil, aiming to support further advances. According to a broad literature review, dendroecological studies in Brazilian Biomes have focused mostly on anatomy and periodicity of growth ring formation; few of them relate growth ring time-series to environmental conditions. The studies are concentrated in forested biomes, noticebly in Amazonia. In order to assist future studies I present a compilation of 124 species that produce annual growth rings. Novel studies on Araucaria angustifolia, a typical conifer growing in forest and grassland ecosystems of south and southeast Brazilian highlands, confirm its dendroecological potential. By means of cambium activity examination I show that this species produces annual growth rings, related to seasonal variations of temperature and photoperiod. Analyses of ring-width time series revealed regional growth patterns related to inter-annual climate variations. In a regional extent, A. angustifolia trees are, probably, sensitive the water deficit in December and January, as well respond to thermal conditions of May and June, in a complex manner. Divergent patterns between grassland and forest trees may be related to grassland fire regimes, moderated by rainfall during the fire ignition period (August).

The current study focuses on the vascular cambium and the reiterative formation of phloem fiber bundles in cotton stems. The role of the TDIF-PXY-WOX pathway was examined in regulating cambial activity and the differentiation of phloem fibers. A study was conducted to identify and characterize the cotton WOX family genes, focusing on WOX4 and WOX14, aiming to identify and analyze their phylogenetic relationships, tissue-specific expression profiles, functional roles, and metabolic consequences. Through a sequence analysis of the Gossypium hirsutum genome, 42 cotton loci were identified as WOX family members. GhWOX4 exhibited a close homology to 7 loci, while GhWOX14 displayed homology with 8 loci. Tissue-specific expression analysis revealed prominent expression patterns of GhWOX4 and GhWOX14 in cotton internodes and roots, suggesting their involvement in vascular tissue development. Functional studies utilizing VIGS (virus-induced gene silencing) demonstrated that the knockdown of GhWOX4 and GhWOX14 resulted in a significant reduction in stem diameter and bast fiber production. This result suggests that secondary phloem fiber development is regulated by GhWOX4 and GhWOX14 genes in cotton. Additionally, the metabolic profiling of VIGS plants revealed significant alterations in amino acids, organic acids, and sugars, with implications for primary metabolic pathways. These findings suggest that GhWOX4 and GhWOX14 play pivotal roles in cotton plant development, including vascular tissue growth and phloem fiber production, and metabolic regulation.

Submitted by Rafaela Prosdocini Parmeggiani (rafaela.prosdocini@gmail.com) on 2016-02-16T16:01:51Z No. of bitstreams: 1 Atividade cambial em ramos de Kielmeyera grandiflora (Wawra) Saddi (Calophyllaceae) ocorrentes no cerrado paulista.pdf: 2086514 bytes, checksum: d4efa2e5aa9b442218c364e59bc53a9a (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-02-17T15:53:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 parmeggiani_rp_me_bot.pdf: 2086514 bytes, checksum: d4efa2e5aa9b442218c364e59bc53a9a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-17T15:53:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parmeggiani_rp_me_bot.pdf: 2086514 bytes, checksum: d4efa2e5aa9b442218c364e59bc53a9a (MD5) Previous issue date: 2015-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No cerrado, as estações são bem demarcadas pela sazonalidade pluvial, portanto, espera-se que haja uma sazonalidade na atividade do câmbio vascular. Kielmeyera grandiflora é considerada uma espécie modelo para estudos de atividade cambial em ramos, pois possui módulos de crescimento bem demarcados, formados por cicatrizes da gema terminal. Nosso objetivo foi de entender qual a relação entre a atividade cambial de Kielmeyera grandiflora (Wawra) Saddi (Calophyllaceae), os fatores ambientais e a fenologia e responder se a atividade cambial varia entre três módulos de crescimentos consecutivos. A área de estudo é um fragmento de cerrado em regeneração no município de Botucatu, estado de São Paulo, Brasil (S 22º53’11.0’’, W 48º29’17.3’’). Foram amostrados mensalmente os três últimos módulos de crescimento dos ramos de três indivíduos durante o período de fevereiro de 2012 a fevereiro de 2013. No mesmo período, a fenologia (brotação, folhas novas, folhas adultas, folhas senescentes e queda foliar) foram avaliadas. O material foi fixado em CRAF III para conservação do conteúdo celular. As amostras foram desidratadas em série alcoólica e incluídas em resina metacrilato para posterior corte em micrótomo rotativo. As análises foram feitas em fotomicroscópio de luz. Utilizamos Modelo Generalizado Linear Misto (GLMM) com erro Binomial para a variável resposta presença/ausência da atividade cambial e erro de Poisson para a variável resposta de contagem de paredes recém formadas. O início da atividade cambial, a brotação e o desenvolvimento de folhas novas ocorreram durante o mês de agosto no período seco. O período de atividade cambial sobrepôs-se à estação chuvosa, temperaturas elevadas e comprimento do dia entre 12 e 13,6 h. O câmbio vascular entrou em dormência em maio, mês que ainda chovia, contudo a temperatura e o comprimento do dia passavam por quedas acentuadas. A variação da atividade cambial entre os módulos de crescimento foi representativa somente no período de reativação cambial, mostrando que o módulo 1, mais próximo às fontes de auxina, apesar de ter iniciado atividade junto ao módulo 3, produziu em todo o período analisado, maior quantidade de células novas, possivelmente devido à ação de hormônios produzidos nos tecidos jovens e em desenvolvimento. / In the cerrado, the seasons are well marked by rain seasonality; therefore, there is a seasonality in the vascular cambium activity. Kielmeyera grandiflora is considered a model for branch cambial activity studies because it has well marked growth modules formed by terminal bud scars. Our goal was to understand what the relationship between cambial activity of Kielmeyera grandiflora (Wawra) Saddi (Calophyllaceae), environmental factors and the phenology and answear wheter cambial activity varies between three consecutive sections of internodal growth. The study area is a cerrado fragment in regeneration in the city of Botucatu, São Paulo State, Brazil (22° 53 ' S 11.0 '', W 48° 29 ' 17.3 ''). Were sampled on a monthly basis the last three modules of growth of branches of three individuals during the period between February 2012 to February 2013. The material was fixed in CRAF III for preservation of cell content. The samples were dehydrated in alcohol series and included in historesin for further cut in rotary microtome. Analyses were made on light microscope. We used Generalized Linear Mixed Model (GLMM) with Binomial error for the variable reply presence/absence of cambial activity and Poisson error for the variable count response of newly formed walls. The beginning of cambial activity, the sprouting and the development of new leaves occurred during the month of August in the dry period. The period of cambial activity overlapped the rainy season, high temperatures and day length between 12 and 13, 6 h. The vascular cambium dormancy was observed in May, a raining month; however, temperature and day length was decreasing. The variation of cambial activity between the internodal growth sections was representative just in reactivation period, showing that the younger internodal section, closest to the sources of auxin, has produced in the whole study period a larger number of new cells that the older, possibly due to the action of hormones produced in young and development tissues.