O tomateiro (Solanum lycopersicum) tornou-se importante ferramenta para estudos de genética e fisiologia nos últimos anos, devido à disponibilidade de mutantes, incluindo aqueles com alterações hormonais. Nesta cultura, a cultivar ornamental miniatura de tomateiro Micro-Tom (MT) tem sido utilizada como modelo genético em vários estudos, visto que produz frutos e sementes viáveis em vasos de apenas 50-100 ml de substrato, completando o ciclo em setenta a noventa dias. Este trabalho foi feito com o intuito de gerar informações que possam colaborar para a compreensão dos mecanismos que determinam a sensibilidade das raízes ao estresse hídrico. Para tal, foram criados duplos mutantes hormonais homozigóticos da cultivar MT, sendo posteriormente usados para verificar o papel das interações hormonais ABA-Etileno no controle do crescimento da raiz sob condições de estresse osmótico. O estudo é relevante pelo fato de que o entendimento dos mecanismos de controle hormonal no crescimento radicular poderá auxiliar a pesquisa de melhoramento genético para a obtenção de plantas tolerantes à seca, o que representaria avanço na agricultura, principalmente para regiões de clima árido e semiárido. Os experimentos foram realizados no Laboratório de Controle Hormonal do Desenvolvimento Vegetal da ESALQ-USP, onde foram produzidos genótipos de cinco duplos mutantes: diagetropica/sitiens (dgt/sit), diagetropica/epinastic (dgt/epi), diagetropica/Never ripe (dgt/Nr), sitiens/epinastic (sit/epi) e Never ripe/sitiens (Nr/epi) em homozigose em BC6Fn. Sementes germinadas de (MT) e de mutantes de sitiens (sit), Never ripe (Nr) e o duplo mutante Nrsit foram colocadas em tratamento com PEG 6000 em diferentes potenciais osmóticos. Também foram realizados experimentos com ácido cloro-2-etil fosfônico (CEPA), um liberador de etileno (Ethrel), e o inibidor da síntese do mesmo, o aminoetoxivinil glicina (AVG), sendo avaliados os parâmetros como crescimento radicular, caulinar, razão raiz/hipocótilo e conteúdo relativo de água (CRA). Observouse que baixos potencias osmóticos inibem mais o caule que a raiz, e que o estresse osmótico moderado (-0.6 MPa) favoreceu o crescimento da raiz e da razão raiz/hipocótilo em MT, principalmente em sit e, em menor extensão, na raiz de Nr/sit. Esse crescimento não foi observado em Nr. No mutante sit, em -1.1 MPa, observou-se inchaço radicular semelhante ao provocado pela presença de etileno. Em menor extensão, esse inchaço também foi observado no duplo mutante Nr/sit. Quando adicionado Ethrel, houve inibição do crescimento radicular em sit e MT, sendo também observado um pouco de inibição no mutante insensível a etileno, Nr. Em estresse moderado (-0.6 MPa), a inibição foi mais severa do que em água para MT, mas não para sit, até a dose de 1 µM. A inibição do etileno causada pelo AVG resultou em uma maior diferença entre água e -0.6 MPa, sendo o último mais inibido. Pode-se concluir que, em condições de déficit hídrico moderado, há aumento radicular e da razão/hipocótilo quando comparados a condições normais de suprimento de água. Tais constatações são importantes porque podem ajudar no desenho de práticas agronômicas que podem levar a maior economia de água, bem como aumento da eficiência de uso de água pelas plantas. / Tomato (Solanum lycopersicum) has become a very important model for genetic and physiological studies in the last years, due to the presence of various mutants, including those with hormonal alterations. The ornamental dwarf tomato cv. Micro-Tom (MT) has been largely used because of its ability to produce viable fruits and seeds in pots of just 50-100 ml, completing its life cycle in seventy to ninety days. In an attempt to gain insights on the mechanisms that regulate plant growth under physiologic stress, homozygote hormonal double mutants of the MT were created and later on screened for the role of hormonal interactions in the control of root growth under osmotic stress. The experiment was conducted at ESALQ-USP Hormonal Control of Plant Development Laboratory, where genotypes of five double mutants namely diagetropica/sitiens (dgt/sit), diagetropica/epinastic (dgt/epi), diagetropica/Never ripe (dgt/Nr), sitiens/epinastic (sit/epi) and Never ripe/sitiens (Nr/epi) were produced in BC6Fn homozygosis. Germinated seeds of MT and the mutants sitiens (sit), Never ripe (Nr) and the double mutant Nr/sit were treated with PEG 6000 at different osmotic potentials. There were also experiments with chloro-2-ethyl phosphonic acid (CEPA), an ethylenereleaser (Ethrel) and the inhibitor of ethylene synthesis aminoethyoxyvinyl glycine (AVG). The parameters evaluated were radicle and hypocotyls growth, root/hypocotyl ratio and relative water content (RWC). The stem was more inhibited than the root at moderate osmotic stress (-0.6 MPa), which resulted in elevated root/hypocotyl ratio for MT, sit and, in lesser extent, Nr/sit. This pattern was not observed in Nr. A root swelling similar to that caused by ethylene was observed in sit at -1.1 MPa. This swelling was less evident in the double mutant Nr/sit. When added Ethrel, there was inhibition of root growth in sit and MT. A discrete root inhibition was also observed in the ethyleneinsensitive Nr mutant. In moderate osmotic stress (-0.6 MPa), root inhibition was more severe than in water for MT, but not for sit, until 1 µM Ethrel. The AVG application increased this difference between water and PEG 6000 treatments. It can be concluded that, in moderate water deficit, the root growth and root/hypocotyl ratio were increased, when compared to normal water supply. These findings are important, since they can provide for the better design of agronomic practices and crop improvement aiming at the enhancement of water use efficiency.

O estudo da divisão de tarefas e de sua participação na manutenção das condições adequadas à sobrevivência de insetos sociais têm recebido importantes contribuições ao longo dos anos. O elaborado grau de organização de muitos insetos sociais e a presença de polimorfismo em muitos grupos com formação de castas, tornam a investigação da divisão de tarefas ainda mais interessante. Essa dissertação apresenta os resultados de três experimentos com colônias de formigas cortadeiras Atta sexdens rubropilosa: 1) Foi verificado se há trofalaxia de água marcada entre companheiras de ninho de A. sexdens rubropilosa em colônias em condição de estresse hídrico. Os resultados encontrados mostraram que a trofalaxia é um evento que ocorre com freqüência em colônias em estresse hídrico. 2) Foi testado a divisão de tarefas associado a dinâmica dos tamanhos envolvidos na atividade de coleta de água as distâncias de 0 metro, 1 metro e 10 metros para colônias em condição de estresse hídrico. Encontramos que após um tempo a coleta de água foi associada a uma casta especializada, de menor porte, ou seja, no início da atividade com formigas de maior porte e com o tempo formigas menores passaram a realizar a tarefa, fato que aqui chamamos de \"Efeito do Tempo\". Este efeito temporal de especialização variou de acordo com a distância a qual a fonte de água foi colocada. 3) Uso do sistema de pontes com fenda de 1,5 cm. Foi elaborado um sistema modelo de ponte com fenda e sem fenda e testado a separação física de tamanhos e a possibilidade de aprendizado da existência da fenda. Os resultados indicam que ocorre uma separação física das formigas maiores. Os dados preliminares sugerem o aprendizado da existência da fenda. Assim este trabalho buscou oferecer uma contribuição as inúmeras conexões que envolvem a atividade de coleta de água em formigas cortadeiras Atta sexdens rubropilosa. O uso do modelo de pontes aqui proposto com fendas, poderá ser uma interessante ferramenta para exploração de transmissão de informação entre os membros de uma colônia / The study of the division of tasks and participation in the maintenance of appropriate conditions the survival of social insects has received major contributions over the years. Allied to the degree of elaborate organization of many social insects and the presence of polymorphism in many groups with the formation of castes, division of labor makes it even more interesting to be investigated. This thesis presents the results of three experiments with colonies of leaf-cutting ants Atta sexdens rubropilosa: 1) it was checked if there are water marked trophallaxis between nest mates leaf-cutting ants Atta sexdens rubropilosa colonies in conditions of water stress. The results showed that the trophallaxis is an event that often occurs in colonies in water stress. 2) Was tested the division of tasks associated with the dynamics of the sizes involved in the activity of collecting water distances of 0 meter, 1 meter and 10 meters to the colonies in water stress condition. We found that after a time collecting water was associated with a variety specialized, smaller, or at the beginning of the activity of ants with larger and smaller with time ants began to perform the task, a fact that we call \"Effect of Time.\" This temporal effect of specialization varied according to the distance which the water source was placed. 3) Use the system bridges gap of 1.5 cm. A model system was developed as a bridge with gap and crevice and tested without the physical separation of sizes and the possibility of learning of the existence of the gap. The results indicate that there is a greater physical separation of the ants. Preliminary data suggest the existence of the learning gap. Thus this study sought to provide a contribution to the numerous connections that involve the activity of collecting water in l leaf-cutting ants Atta sexdens rubropilosa. The use of the bridge model proposed here with cracks may be an interesting tool for exploration of information transmission between members of a colony.

O aumento da demanda por energias renováveis proporcionou um intenso crescimento do setor sucroenergético. Essa expansão fez com que a cana-deaçúcar passasse a ocupar novas regiões agrícolas, em especial o Cerrado brasileiro. No entanto, essas novas regiões enfrentam grandes desafios para a produção da cultura, no qual o déficit hídrico é o de maior importância. Sabendo-se disso, o conhecimento da tolerância diferencial de genótipos de cana-de-açúcar ao déficit hídrico, se torna importante ferramenta para o manejo do sistema de produção. O Método da Zona Agroecológica (MZA), também conhecido como Modelo da FAO, estima a produtividade potencial e atingível das culturas agrícolas, mediante a entrada de variáveis meteorológicas. O Modelo da FAO determina que a depleção da produtividade ocorre em função do déficit hídrico relativo (1- ETr/ETC), através de um coeficiente de resposta ao déficit hídrico, denominado Ky. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo verificar a tolerância de genótipos de cana-deaçúcar ao déficit hídrico, mediante o uso desse modelo. Para isso, foram necessários os dados de produtividade real de 18 genótipos em 79 ensaios diferentes do Programa de Melhoramento Genético de Cana-de-açúcar do Instituto Agronômico de Campinas (Programa Cana/IAC), entre os anos de 2009 a 2011. Os dados meteorológicos utilizados pelo modelo, para cada experimento e período, foram obtidos das estações meteorológicas mais próximas para cada local. Visto os dados dos coeficientes de resposta ao déficit hídrico (Ky), existentes na literatura, não condizerem com estudos sobre os estádios fenológicos de maior sensibilidade ao estresse hídrico, o modelo foi calibrado e os resultados foram condizentes com diversos autores. O período de maior sensibilidade à deficiência hídrica, encontrado pelo modelo, foi o estádio de desenvolvimento máximo da cultura, ou seja, o período de elongação dos colmos, onde o valor de Ky é 0,72. O Método da Zona Agroecológica estimou a produtividade atingível com um índice de concordância de 0,75, o que é considerado bom para os modelos de estimativa. As estimativas, para cada genótipo, mostraram valores de erro médio que variaram de -1,7 a 5,4 t.ha-1. Considerando a verificação da tolerância diferencial dos genótipos de cana-deaçúcar ao déficit hídrico, o Modelo da FAO identificou os genótipos IACSP974039, IACSP994010 e RB867515 como os de maior tolerância. / The increased demand for renewable energy lead to an intense growth of the sugarcane industry. This expansion made the sugarcane pass to occupy other restrictive environments, especially regions with high water deficit. Knowing this, the knowledge of the differential tolerance of sugarcane genotypes to water stress becomes an important tool for the management of the production system. The Agroecological Zone Method (AZE), also known as FAO Model, estimates the potential and actual productivities of crops from meteorological variables. This model determines the depletion of productivity as a function of the relative water deficit (1 - ETr/ETc) and a water deficit sensitivity index, named Ky. Accordingly, this study aimed to determine the tolerance of sugarcane genotypes to water stress, through this model to estimate the potential and actual productivities. For this, real productivity data of 18 sugarcane genotypes grown in 79 different trials were taken from the Sugarcane Breeding Program from the Agronomic Institute of Campinas (Programa Cana/IAC) between the years 2009-2011. The meteorological data used by the model, for each experiment and period, was obtained from the closest meteorological stations. Since the original data water deficit sensitivity index (Ky) and duality found in the literature, in other studies, due to periods of greatest sensitivity to water stress, the model was calibrated and consistent results were obtained in relation to several authors. It was found that the period of greatest sensitivity of the sugarcane occurs at the stage of stem elongation, when the value of Ky is 0.72. The Agroecological Zone Method estimated the actual productivity with a performance index of 0.75, which is considered good. Estimation showed values of mean bias error, estimated for each genotype, ranged from -1.7 to 5.4 t.ha-1. Regarding the verification of the tolerance of the different genotypes to water stress, the FAO Model identified the genotypes IACSP974039, IACSP994010 and RB867515 as those of greatest tolerance to water stress.

As comunidades microbianas regulam a ciclagem de nutrientes no solo. O impacto das mudanças climáticas sobre estas poderia alterar a estrutura, a função e provocar um desequilíbrio dos nutrientes no ambiente. O principal objetivo desse trabalho foi estudar o impacto da umidade sobre a diversidade e atividades enzimáticas das comunidades bacterianas em microcosmos compostos por solos dos biomas Caatinga e Mata Atlântica. Amostras de solo foram coletadas nos seguintes estados brasileiros: Bahia, Pernambuco e São Paulo totalizando quatro pontos de coleta, com um ponto em cada estado e dois pontos no estado de São Paulo. As amostras de solo dos dois biomas, foram incubadas em microcosmos, com três ciclos de umidade (60 %- 30 %, umidade relativa) e para cada ciclo de umidade, foram construídas uma biblioteca do gene 16S rRNA. Nas análises de alfa diversidade, foram calculados os índices PD (diversidade filogenética baseado nos ramos da árvore filogenética) e Shannon. Para avaliar a beta diversidade foi utilizado o índice Bray-Curts (índice de similaridade baseado nos grupos dominantes) e a distância UniFrac. Simultaneamente, cada uma das amostras de cada tratamento foi analisada para as seguintes atividades enzimáticas: fosfatase ácida e alcalina, arilsulfatase, desidrogenase, celulase, amilase, urease e fitase. Os resultados aqui obtidos mostraram que os filos Acidobacteria, Proteobacteria e Chloroflexi foram mais abundantes nos solos da Mata Atlântica e Actinobacteria, Proteobacteria, Chloroflexi e Acidobacteria nos solos da Caatinga, considerando a característica em estudo do efeito adverso do estresse hídrico. As classes mais prevalentes na Mata Atlântica foram Acidobacteria, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria e Gammaproteobacteria. Enquanto que para a Caatinga, as classes prevalentes foram Ktedonobacteria, Actinobacteria-6 e Betaproteobacteria. No que diz respeito ao estresse hídrico sobre as atividades enzimáticas, os dados demonstraram efeito significativo para todos os solos amostrados, exceto para a enzima fitase. Por correlação entre as OTUs e as enzimas observou-se que grupos específicos foram correlacionados positivamente com a atividade das enzimas e com C e N total nos solos estudados. Estes resultados indicam que os ciclos de umidade afetam a distribuição taxonômica das comunidades bacterianas e as funções enzimáticas. / The microbial communities regulate the nutrient cycling in the soil. The impact of climate change on could alter the structure and function and cause an imbalance of nutrients in the environment. The main aim of this work was to study the impact of the soil humidity on diversity and enzymatic activities of bacterial communities in microcosms compounds soils of the Biosphere biomes of Caatinga and Atlantic Forest. Soil samples were collected in the following Brazilian states: Bahia, Pernambuco and Sao Paulo totaling four collection points, with a point in each state and two points in São Paulo. The soils samples of the two Biomes, were incubated in microcosms, with three humidity cycles (60% - 30% relative humidity) and for each humidity cycle, was constructed a 16S rRNA gene library. In the analyzes of alpha diversity, the PD indices were calculated (based on phylogenetic diversity branches of the phylogenetic tree) and Shannon and to test the beta diversity we used the Bray-Curts index (similarity index based on the dominant groups) and the distance UniFrac. Simultaneously, each soil sample of each treatment was analyzed for the following enzymatic activities: acid and alkaline phosphatase, arylsulfatase, dehydrogenase, cellulase, amylase, urease and phytase. The results herein obtained showed that the Phyla Acidobacteria, Proteobacteria and Chloroflexi were more abundant in the soils at Atlantic Forest, and Actinobacteria, Proteobacteria, Chloroflexi and Acidobacteria in the soils of Caatinga, considering the studied trait of the adverse effect of water stress. The most prevalent classes in the Atlantic Forest were Acidobacteria, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria and Gammaproteobacteria. While for the Caatinga, the prevalent classes were Ktedonobacteria, Actinobacteria-6 and Betaproteobacteria. In regard to the hydric stress on the enzymatic activities, the data showed significant effects for all sampling soils, except for the enzyme phytase. By correlations between OTUs and enzymes it was observed that specific groups were positively correlated with the activity of the enzymes and carbon and total nitrogen in the studied soils. These results indicate that humidity cycle affects the taxonomic distribution of bacterial communities and the enzymatic functions.

O déficit hídrico é o principal fator limitante na produtividade das culturas agrícolas. Com a crescente expansão da cultura canavieira rumo a regiões de marcantes déficits hídricos, torna-se essencial o desenvolvimento de variedades tolerantes a este tipo de estresse. O objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos do déficit hídrico, em 20 variedades de cana-de-açúcar, visando identificar características para auxiliar o programa de melhoramento da cultura. O conteúdo relativo de clorofila, a eficiência quântica potencial do fotossistema II (Fv/Fm), o teor relativo de água (TRA), o incremento em altura dos colmos (IAC) foram utilizados como parâmetros fisiológicos além das características tecnológicas da matéria prima Brix e Pol. O déficit hídrico foi imposto pela suspensão da irrigação durante 3, 10 e 20 dias. O déficit hídrico reduziu o conteúdo relativo de clorofila, TRA, Fv/Fm, IAC e Pol para a maioria das variedades analisadas enquanto o teor de sólidos solúveis, mensurada através do Brix, não foi afetado. O período de suspensão de rega de 03 dias não foi suficiente para induzir déficit hídrico e, as melhores respostas para identificação de diferenças fisiológicas dentro de variedades foi obtida aos 20 dias. Não foi observado padrão de resposta que possa ser relacionado com o nível de tolerância das variedades para o resultado dos parâmetros IAC, TRA, Brix e Pol. Contudo constatou-se que os parâmetros Fv/Fm e conteúdo relativo de clorofila mostraram-se eficientes para diferenciar variedades de cana-de-açúcar tolerantes e sensíveis à deficiência hídrica. / Drought is a major limitation to crop productivity worldwide. The sugarcane is a crop in expansion towards areas of marked water deficit and it is essential the development of drought tolerant varieties. The aim of this work was to study the effects of drought in 20 sugarcane genotypes to identify parameters to improve the genotype screening in the breeding program. The relative chlorophyll content, potential quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm), the relative water content (TRA), the increase in height of stalks (IAC) were evaluated as physiological parameters in addition to the technological parameters Brix and Pol. The water deficit was imposed by withholding irrigation for 3, 10 and 20 days. The water deficit reduced the relative chlorophyll content, TRA, Fv/Fm, Pol and IAC for most varieties evaluated while the soluble solids content, measured by ° Brix, was unaffected. The withhold treatment of 03 days was not sufficient to induce water deficit and the best results to identify physiological differences within genotypes were obtained with 20 days. The IAC, TRA, Brix and Pol results were not related to the level of tolerance of genotypes. However, Fv/Fm and relative chlorophyll content traits were effective to distinguish between drought tolerant and susceptible sugarcane genotypes subjected to water stress.

O Brasil é o segundo maior produtor mundial de Soja e as áreas de plantio se localizam em regiões com os mais diversos regimes pluviais. Esse trabalho estudou os efeitos do estresse hídrico na cultura da soja, causados pela falta de água e pelo excesso, ocorrendo tanto no ciclo total como individualmente nas fases mais importantes. O experimento foi conduzido no Departamento de Engenharia de Biossistemas, da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" - ESALQ/USP, em Piracicaba - SP, no período de Dezembro de 2011 à Março de 2013, tendo sido realizadas duas safras de soja (Safra 2011/2012 e Safra 2012/2013). Foi utilizada a cobertura de uma casa de vegetação, equipada com 48 caixas com controle de drenagem, de 1,1 m de largura por 1,3 m de comprimento e 0,75 m de profundidade. A Evapotranspiração de Referência (ETo) foi calculada pelo método de Penman Montheith - FAO. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com 4 repetições. Para aplicação dos tratamentos o ciclo da cultura foi dividido em 4 subperíodos: S1(Desenvolvimento Vegetativo); S2 (Floração à Início da Frutificação); S3 (Completa Formação de Vagens à Formação da Produção); S4 (Maturação). Na Safra 2011/2012, a cultivar utilizada foi a EMBRAPA BRS 316-RR (V1). O plantio foi realizado em 12 Dezembro de 2011 e a colheita em 10 de Abril de 2012. Os tratamentos constaram de 3 lâminas de irrigação: Déficit (50% da ETc); Excesso (150% da ETc) e Irrigação Plena (100% da ETc) variando em 12 diferentes formas de ocorrência: Déficit no ciclo total, Déficit no S1, Déficit no S2, Déficit no S3, Déficit no S4, Excesso no ciclo total, Excesso no S1, Excesso no S2, Excesso no S3, Excesso no S4 e Irrigação Plena (IP). Quando não estavam passando pelo subperíodo de aplicação do tratamento, a parcela era irrigação com irrigação plena. O excesso não foi prejudicial para nenhuma das variáveis analisadas. Já o déficit aplicado na fase de enchimento de grãos resultou em perdas significativas de produtividade. Já na safra 2012/2013, a cultivar de soja utilizada foi a BMX POTÊNCIA RR (V2). O plantio foi realizado em 06 de novembro de 2012 e a colheita em 08 de março de 2013. Nesse caso os tratamentos constaram de 4 lâminas de irrigação (30, 50, 100 e 150% da ETc) aplicadas em cada um dos 4 subperíodos da cultura. O déficit de 50% (moderado) foi chamado de D1 e o déficit de 70% (Severo) foi chamado de D2. Assim, os tratamentos com 50% de déficit ocorrendo nos 4 subperíodos e no Ciclo Total (CT) foram: D1S1V2, D1S2V2, D1S3V2, D1S4V2, D1CTV2. Da mesma forma os tratamentos com déficit de 70% foram chamados de: D2S1V2, D2S2V2, D2S3V2, D2S4V2 e D2CTV2. Houve ainda um tratamento com excesso (150% da ETc) chamado de E1CTV2 e o tratamento testemunha com irrigação plena (IPCTV2). Os resultados mostraram que as lâminas de déficit reduziram a produtividade quando aplicadas no ciclo todo. Porém, quando aplicadas somente em subperíodos, não apresentaram diferenças significativas em relação à irrigação plena. / Brazil is the second largest producer of soybean and its plantation areas are located in regions with very different rainfall patterns. Thus, this study aimed to study the effects of water stress in soybean, caused by lack of water and excess, occurring both in the total cycle as individually in the most important stages of the culture. The experiment was conducted in the Biosystems Engineering Department, \"Luiz de Queiroz\" College of Agriculture - ESALQ / USP, in Piracicaba - SP, in the period of December 2011 to March 2013, two crops of soybeans have been harvested (2011/2012 harvest and 2012/2013 harvest). Covering a greenhouse equipped with 48 boxes with controlled drainage, 1.1 m wide by 1.3 m long and 0.75 m deep was used. The reference evapotranspiration (ETo) was calculated by Penman Montheith - FAO. The experiment was done in randomized blocks design with 4 replications. For the application of the treatments, the crop cycle was divided into four sub-periods: S1 (All of Vegetative Stage); S2 (Beginning Bloom until Full Pod); S3 (Beginning Seed until Full Seed); S4 (Beginning Maturity until Full Maturity). In 2011/2012 harvest, the cultivar was BRS 316 EMBRAPA - RR (V1). The planting was done on December 12, 2011, and harvested in April 10, 2012. The treatments consisted of three irrigation levels, Deficit (50% ETc); Excess (150% ETc) and Full irrigation (100% ETc) ranging in 12 different forms of occurrence: Deficit in total cycle; Deficit only in S1; Deficit only in S2; Deficit only in S3; Deficit only in S4; Excess in total cycle; Excess only in S1; Excess only in S2, Excess only in S3; Excess only in S4 and Full Irrigation. When they were not passing through the sub period of application of the treatment, the plot was irrigation with full irrigation. Excess was not detrimental to any of the variant. However the deficit applied during grain filling resulted in significant productivity losses. As for the 2012/2013 harvest, the soybean variety used was BMX POTEMCIA RR (V2). The planting was done in November 6, 2012, and the harvest in March, 8, 2013. In this case the treatments consisted of four irrigation levels (30, 50, 100 and 150% of ETc) applied in each one of the four sub-periods of culture. The deficit of 50% (moderate) was called D1 and the deficit of 70% (Severe) was called D2. Thus, treatments with 50% deficit occurring in 4 subperiods and Full Cycle (CT) were: D1S1V2, D1S2V2, D1S3V2, D1S4V2, D1CTV2. Likewise, the treatments with 70% deficit were called: D2S1V2, D2S2V2, D2S3V2, D2S4V2 and D2CTV2. There was also a treatment with excess (150% ETc) called E1CTV2 and control treatment with Full irrigation (IPCTV2). The results showed that the water depths of Deficit reduced productivity when applied in full cycle. However, when applied only in subperiods showed no significant differences compared to full irrigation.

A cana-de-açúcar é uma das principais culturas em países tropicais. O Brasil, além de ser o maior produtor mundial, é também líder em produção de açúcar e álcool. Atualmente, a maior parte da cana-de-açúcar cultivada no Brasil encontra-se em condições , como resultado, a cultura é sujeita ao déficit hídrico em alguns estágios. Portanto, é essencial entender as respostas fisiológicas e moleculares da planta à disponibilidade de água. Nesse contexto, as análises de metabolômica e proteômica objetivam identificar diferentes vias metabólicas e proteínas relacionadas ao mecanismo de defesa e de recuperação. Plantas de Saccharum spp com sete meses de idade foram submetidas a diferentes condições hídricas, déficit e reidratação, e amostras controle foram mantidas irrigadas. A identificação do perfil metabólico primário foi realizada através da cromatografia gasosa combinada com espectrometria de massas (GC-MS). Para identificação das proteínas nucleares, as amostras complexas foram digeridas, e posteriormente, sequenciadas por (LC-MS). As análises estatísticas entre os tratamentos (PLS-DA) mostraram diferenças significativas tanto para metabólitos quanto para as proteínas. Um total de 86 metabólitos foram identificados, onde 8 compostos foram preferencialmente abundantes no estresse, e 10 na recuperação e, portanto, podem ser utilizados como marcadores. Alguns desses compostos participam de vias metabólicas comuns, como biossíntese de alcaloides derivados da ornithine, lysine e nicotinate e de biossíntese de fenilpropanoides. Metabólitos que não participam dessas vias mas foram, pelo menos, duas vezes mais abundantes nos tratamentos quando comparados ao controle também foram discutidos, para o déficit destacam-se galacturonic acid-1-phosphate, pyroglutamic acid e creatinine e para recuperação methyl dihydrogen phosphate, phosphoric acid e 2-hydroxypyridine. Um total de 761 proteínas foram identificadas, sendo 21 nucleares e responsivas ao déficit hídrico, e 32 nucleares e relacionadas ao processo de recuperação. As classes funcionais das proteínas relacionadas ao déficit são de tradução e processo de oxidação-redução, e das proteínas da recuperação são de tradução e proteólise envolvida no processo catabólico proteico. A combinação de diferentes técnicas nesse estudo revela uma dinâmica regulatória complexa no mecanismo de tolerância da cana-de-açúcar ao déficit hídrico. / Sugarcane is one of the main crops in tropical countries. Brazil, besides being the world\'s largest producer of this crop, is also a leader in sugar and ethanol production. Nowadays, most of the sugarcane growing in Brazil is under rain-fed conditions, as a result, the culture is subject to water deficit at certain stages. Thus, it is essential to understand the physiological and molecular plant responses to water availability. In this context, the metabolomic and proteomic analyses aims to identify different metabolic pathways and proteins related to the mechanisms of tolerance and recovery. Samples of seven month old plants of Saccharum spp were subjected to different water conditions, deficit and rehydratation, whereas control samples were kept irrigated. The identification of primary metabolite profile was performed by Gas-Chromatography combined with Mass- Spectrometry (GC-MS). To identify nuclear proteins, the complex samples were digested and then sequenced by LC-MSE. Statistical analyses among treatments PLS-DA showed significant differences in both metabolites and proteins of Saccharum spp in different conditions. A total of 86 metabolites were identified, where 8 are preferably abundant in water stress and 10 in recovery, thus, they can be used as markers. Some of these compounds are present in common pathways like biosynthesis of alkaloids derived from ornithine, lysine and nicotinic acid and biosynthesis of phenylpropanoids. Metabolites that do not participate in these pathways, but that were at least two times more abundant in treatments when compared to control, were also discussed. They were galacturonic acid-1-phosphate, pyroglutamic acid and creatinine that were related to deficit condition and methyl dihydrogen phosphate, phosphoric acid and 2-hydroxypyridine to recovery. A total of 761 proteins were identified, of which 21 were nuclear and drought responsive and 32 were nuclear and recovery responsive. The functional classes of water stress proteins are translation and oxidation-reduction process and of recovery proteins are translation and proteolysis involved in cellular protein catabolic process. The combination of different techniques in this study revealed a complex regulatory dynamics in the mechanism of sugarcane water stress tolerance that have not been discussed in the literature.

A crescente demanda por produtos madeireiros no mercado nacional e internacional requer produção constante de madeira, sendo o gênero Eucalyptus uma alternativa para atender esta demanda. A seleção do local para plantio deste gênero requer estudos relacionados às características de adaptabilidade da espécie. Para regiões com déficit hídrico é necessária a seleção de uma espécie ou clone resistente a esta característica. Muitos autores mostram a potencialidade de produção do Eucalyptus camaldulensis e do híbrido E. grandis x E. camaldulensis para regiões áridas do Brasil, em relação a outras espécies de eucalipto. A adaptação de uma espécie a determinado ambiente, esta relacionada a muitas características genéticas que influenciam, por exemplo, o proteoma e o metaboloma desta espécie. As células de um organismo possuem o mesmo genoma, mas apresentam as mais variadas funções e morfologias, e isto está relacionado ao fato de existir diferenças no padrão de expressão de proteínas e metabólitos destas células. As áreas de proteômica e metabolômica auxiliam no entendimento de processos biológicos e fornecem um panorama sobre o estado das plantas em determinado momento e em resposta a determinadas condições/estresses ambientais. Assim o principal objetivo deste trabalho é realizar uma análise comparativa do proteoma e metaboloma de raízes de dois clones de E. grandis x E. camaldulensis, sendo um tolerante e um susceptível ao déficit hídrico, após os indivíduos terem sido submetidos a diferentes regimes hídricos, sendo 100% da capacidade de campo utilizada nas plantas controle e 30% nas plantas tratamento. Os resultados gerados mostraram a existência de proteínas relacionadas ao estresse hídrico e a existência de metabólitos secundários diferencialmente expressos nas plantas controle e tratamento. Esta pesquisa possui um caráter inovador por ser um dos primeiros trabalhos relacionados à área de proteômica e metabolômica de raiz de eucalipto sob estresse hídrico. Novos estudos relacionados a esta área são bem vindos, podendo contribuir na identificação de genes tolerantes ao estresse hídrico e que poderão ser utilizados no futuro na engenharia genética de plantas. / The increasing demand for wood products in the domestic and international markets requires constant wood production and the Eucalyptus genus is an alternative to meet this demand. The site selection for planting this genus requires studies related to characteristics of adaptability of the species to be used. For regions with drought stress, for example, a drought resistant clone or species must be selected. Many authors have shown the potential of Eucalyptus camaldulensis and hybrids of this species with E. grandis for production in arid regions of Brazil. The adaptation of a species to a particular environment may be related to many genetic features which have an impact, for example, on the proteome and metabolome of this species. The cells in an organism have the same genome, but exhibit the most varied functions and morphologies, which are related to differences in the expression pattern of proteins and metabolites of those cells. The areas of proteomics and metabolomics can assist in the understanding the biological processes and supply an overview about plants status at any given time and in response to certain conditions / environmental stresses. The aim of this work is to perform a comparative analysis of the roots´s proteome and metabolome of two E. grandis x E. camaldulensis clones, one tolerant and another susceptible to drought, after the individuals have been subjected to different water regimes, 100% of field capacity for the control plants and 30% for the treated ones. The results showed the presence of proteins related to drought stress and the presence of secondary metabolites differentially expressed in the control when compared to treatment plants. This research has an innovative feature to be one of the first works involving proteomics and metabolomics studies of eucalyptus roots under water stress. New researches related to this field are welcome and may help to identify genes tolerant to drought stress that may be used in the future for genetic engineering plants.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-06-14T15:15:46Z No. of bitstreams: 1 jobercondeevangelistafreitas.pdf: 1552019 bytes, checksum: 9ee88d5723251c6df682f9f3445a6163 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-06-27T14:37:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 jobercondeevangelistafreitas.pdf: 1552019 bytes, checksum: 9ee88d5723251c6df682f9f3445a6163 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-27T14:37:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 jobercondeevangelistafreitas.pdf: 1552019 bytes, checksum: 9ee88d5723251c6df682f9f3445a6163 (MD5) Previous issue date: 2018 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Lippia alba (Mill.) N. E. Br ex Britton & P. Wilson é uma planta arbustiva muito utilizada na medicina tradicional como analgésica e calmante, estando amplamente distribuída pela América do Sul. Há, também, o interesse comercial pela espécie, pois alguns cosméticos e chás industrializados utilizam-na em sua composição. Assim, torna-se clara a necessidade de se estudar como essa espécie responde a diferentes condições de cultivo, principalmente em relação à água, recurso escasso em muitas regiões e diretamente impactado pelas mudanças climáticas globais. O objetivo deste trabalho foi verificar como acessos autopoliploides diploide, tetraploide e hexaploide de L. alba respondem fisiologicamente à desidratação. Para tanto, em dois experimentos, foram avaliados parâmetros bioquímicos e metabólicos da fisiologia de plantas de L. alba cultivadas sob diferentes condições de irrigação. Em ambos os experimentos ficou demonstrado que o nível de poliploidia não influenciou na resposta fisiológica das plantas de L. alba ao estresse hídrico. O Experimento 1 contou com quatro tempos de desidratação contínua do solo após a suspensão da irrigação: 0; 5; 10 ou 15 dias. Os resultados dessa etapa indicaram que o quadro de estresse hídrico ocorreu apenas no tratamento de 15 dias sem irrigação. Além disso, a condutância estomática e a transpiração destacaram-se como as variáveis mais sensíveis e responsivas ao estresse, sendo a queda nas taxas fotossintéticas atribuída principalmente ao fechamento estomático. O Experimento 2 foi planejado e conduzido de acordo com os resultados do Experimento 1. Nesta etapa, plantas das mesmas ploidias do experimento anterior foram submetidas a 0 ou 15 dias de suspensão total da irrigação e reidratadas após o período de déficit hídrico. Passadas 24 horas da reidratação, as mesmas foram reavaliadas. Em adição, mais parâmetros fisiológicos foram avaliados durante o período de desidratação do Experimento 2. Os resultados demonstraram que os parâmetros de trocas gasosas possuem um alto poder de explicação da variação total dos dados em relação aos demais. Sobre a reidratação, ficou apurado que apenas 24 horas não foram o suficiente para que plantas de L. alba recuperassem o seu status hídrico e fisiológico ideais, embora algumas mudanças positivas, em menores escalas, começaram a serem percebidas. As análises de óleos permitiram inferir que o estresse hídrico não influencia no perfil qualitativo da produção destes compostos, que é fortemente regulado por fatores genéticos. Os resultados encontrados indicam que L. alba é uma espécie tolerante ao estresse hídrico, o que, provavelmente, é um dos principais fatores que contribuem para a sua alta dispersão em diferentes regiões. / Lippia alba (Mill.) N. E. Br ex Britton & P. Wilson is a shrub widely used in traditional medicine as an analgesic and soothing, with wide distribution throughout South America. There is also commercial interest in this species because some cosmetics and industrialized teas use it in its composition. Thus, it becomes clear the need to study how this species responds to different growing conditions, mainly in relation to water, a scarce resource in many regions and directly impacted by global climate change. This work aimed to verify how diploid, tetraploid and hexaploid autopolyloid accessions of L. alba respond physiologically to dehydration. For that, biochemical and metabolic parameters were evaluated in L. alba plants cultivated under different irrigation conditions in two experiments. In both it was shown that polyploidy level does not influence the physiological response of L. alba under water stress. Experiment 1 had four continuous soil dewatering times after watering suspension: 0; 5; 10 or 15 days. The results of this step indicated that the water stress situation occurred only in the 15 days treatment without irrigation. In addition, stomatal conductance and transpiration were the most sensitive and stress-responsive variables, and loss in photosynthetic rates was attributed mainly to stomatal closure. Experiment 2 was planned and conducted according to the results of Experiment 1. At this stage, plants of the same ploidy from previous experiment were submitted to 0 or 15 days of total irrigation suspension and rehydrated after the period of water deficit. After 24 hours of rehydration, they were reevaluated. Furthermore, more physiological parameters were evaluated during the dehydration period in Experiment 2. The results showed that parameters of gas exchange have a high power of explanation of the total data variation in relation to the others. On rehydration, it was found that only 24 hours are not enough for L. alba plants to irrigaçãoin their water and physiological status, although some positive changes, on smaller scales, could begin to be perceived. The analysis of essential oils allowed us to infer that water stress does not influence qualitative profile production of these compounds, which is strongly regulated by genetic factors. The results indicate that L. alba is a tolerant species to water stress, which is probably one of the main factors that contribute to its high dispersion in different regions.

abstract: Climate change is increasing global surface temperatures, intensifying droughts and increasing rainfall variation, particularly in drylands. Understanding how dryland plant communities respond to climate change-induced rainfall changes is crucial for implementing effective conservation strategies. Concurrent with climate change impacts on drylands is woody encroachment: an increase in abundance of woody plant species in areas formerly dominated by grasslands or savannahs. For example, the woody plant, Prosopis velutina (velvet mesquite), has encroached into grasslands regionally over the past century. From an agricultural perspective, P. velutina is an invasive weed that hinders cattle forage. Understanding how P. velutina will respond to climate change-induced rainfall changes can be useful for management and conservation efforts. Prosopis velutina was used to answer the following question: Is there a significant interactive effect of mean soil water moisture content and pulse frequency on woody seedling survival and growth in dryland ecosystems? There were 256 P. velutina seedlings sourced from the Santa Rita Experimental Range in southern Arizona grown under four watering treatments where mean and pulse frequency were manipulated over two months. Data were collected on mortality, stem height, number of leaves, instantaneous gas exchange, chlorophyll fluorescence, biomass, and the leaf carbon to nitrogen (C:N) ratio. Mortality was low across treatments. Pulse frequency had less impact across response variables than the mean amount of water received. This may indicate that P. velutina seedlings are relatively insensitive to rainfall timing and are more responsive to rainfall amount. Prosopis velutina in the low mean soil moisture treatments lost a majority of their leaves and had greater biomass allocation to roots. Prosopis velutina’s ability to survive in low soil moisture conditions and invest in root biomass can allow it to persist as drylands are further affected by climate change. Prosopis velutina could benefit ecosystems where native plants are at risk due to rainfall variation if P. velutina occupies a similar niche space. Due to conflicting viewpoints of P. velutina as an invasive species, it’s important to examine P. velutina from both agricultural and conservation perspectives. Further analysis on the benefits to P. velutina in these ecosystems is recommended. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Plant Biology and Conservation 2020