Abordagem fotomorfogenética para explorar o estresse abiótico em tomateiro (Solanum lycopersicum L.)

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Efeito sinérgico do estresse hídrico e da toxidez de alumínio no acúmulo de prolina em Cajanus cajan (L.) Millsp. cultivado em hidroponia

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Eficiência no uso de fósforo de variedades de arroz cultivadas em solos de várzea irrigada

A cultura do arroz destaca-se como uma das mais importantes do mundo, por apresentar facilidade de adaptação a condições edafoclimáticas distintas. Cultivado e consumido em todos continentes, o arroz destaca-se pela produção e área de cultivo, desempenhando papel estratégico tanto em nível econômico quanto social. No Brasil, a maior parcela da produção de arroz é proveniente do ecossistema de várzea. Este trabalho objetivou estudar a eficiência e resposta ao uso de fósforo de variedades de arroz (Oryza sativa L.), em várzea irrigada, no Sudoeste do Estado de Tocantins. Os tratamentos envolveram oito variedades comerciais de arroz (BRS-Jaçanã, Best-2000, BRS-Guará, BRS-Alvorada, BRA-01381, AN-Cambará, BRS 7-Taim e EPAGRI-109), que foram cultivadas em dois ambientes distintos. Para simular ambientes com baixo e alto níveis de fósforo, foram utilizadas as doses de 20 e 120 kg ha-1 de P2O5, respectivamente. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. Por meio da produtividade de grãos, as variedades foram classificadas quanto à eficiência no uso e resposta à aplicação de fósforo. Demonstrou-se que apenas a variedade BRS-Alvorada é eficiente quanto ao uso de fósforo e responsiva a sua aplicação.

Interação da deficiência hídrica e da toxicidade do alumínio em guandu cultivado em hidroponia

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da interação da deficiência hídrica e da toxicidade do alumínio no crescimento inicial e teores de prolina livre em duas cultivares de guandu, IAPAR 43-Aratã e IAC Fava Larga, cultivadas em hidroponia. As plântulas foram submetidas aos estresses em solução nutritiva (pH 3,8), nos potenciais osmóticos de 0, -0,004, -0,006, -0,008 e -0,010 MPa, com 0, 0,25, 0,50, 0,75 e 1 mmol dm-3 de Al3+. O experimento foi conduzido em sala de crescimento, sob luminária com irradiância média de 190 mmol m-2 s-1 , fotoperíodo de 12 horas e temperatura de 25+1ºC. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 2x5x5 (duas cultivares de guandu, cinco potenciais osmóticos e cinco níveis de alumínio), com quatro repetições. Os dados foram submetidos às análises de regressão polinomial, agrupamento e componentes principais. A deficiência hídrica causa redução do crescimento da parte aérea do guandu, e a toxicidade do alumínio provoca diminuição do crescimento radicular. Houve aumento nos teores de prolina livre nas duas cultivares sob deficiência hídrica, e apenas na IAC Fava Larga sob toxicidade de alumínio. Na análise multivariada, foi observada alta correlação no crescimento e no acúmulo de prolina na cultivar IAC Fava Larga, o que evidencia provável tolerância aos estresses associados.

Herança de caracteres associados à eficiência de utilização do fósforo em milho

O objetivo deste trabalho foi identificar os efeitos genéticos que controlam a herança de caracteres associados à eficiência de utilização do fósforo (EUP) em milho e determinar as relações entre esses caracteres. Foi realizado um dialelo entre seis cultivares de milho do qual foram obtidas 15 combinações híbridas. Estas cultivares foram avaliadas em alta e baixa disponibilidade de fósforo, em casa de vegetação e campo. Foram medidas a resposta das plantas à disponibilidade de fósforo (RU) e as características associadas às eficiências de utilização e translocação do nutriente. As combinações híbridas apresentaram interação significativa com a disponibilidade de P, para os caracteres massa de matéria seca da planta (MSP), teor de P na planta (PAP) e razão entre as massas de matéria seca da parte aérea e da raiz (RMS). A interação entre capacidade geral de combinação e RU foi significativa para PAP e RMS e, entre capacidade específica de combinação e RU, para MSP e PAP. As EUP em baixa e alta disponibilidade do nutriente estiveram correlacionadas entre si e com RU. A EUP em baixa disponibilidade de P não se correlacionou com a produtividade de grãos. Contudo, sob alta disponibilidade do nutriente, esses parâmetros se correlacionaram. Os efeitos não aditivos têm maior importância para caracteres relacionados à EUP, de modo que a seleção deve ser realizada nas combinações híbridas.

Expressão gênica induzida por estresses abióticos em nódulos de feijão-caupi

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito isolado ou simultâneo dos estresses hídrico e térmico na expressão gênica em nódulos de feijão-caupi. A bactéria Bradyrhizobium japonicum (estirpe BR 3267) foi inoculada em sementes de feijão-caupi da cultivar IPA 206 e, 35 dias após a germinação, as plantas foram submetidas a diferentes regimes de disponibilidade hídrica e a estresse térmico, em casa de vegetação. Para a identificação dos genes diferencialmente expressos, foi utilizada a técnica de cDNA-AFLP, tendo-se isolado 67 fragmentos derivados de transcritos (FDTs) diferencialmente expressos. Após o sequenciamento dos FDTs e das análises de similaridade, com uso do programa Blastx, foram identificados 14 genes diferencialmente expressos envolvidos em diferentes processos metabólicos. O padrão de expressão de seis genes sob estresse abiótico foi confirmado por RT-qPCR, e observou-se indução de genes pertencentes a diferentes categorias funcionais, como biossíntese de ácido abscísico, sinalização celular, transportador de prolina e biossíntese de lipídeos de membranas. A expressão desses genes indica sua participação em processos relacionados à proteção dos nódulos ao estresse abiótico.

Características de tolerância à seca em genótipos de uma coleção nuclear de arroz de terras altas

Resumo:O objetivo deste trabalho foi avaliar características morfofisiológicas relacionadas à tolerância ao estresse hídrico em genótipos de uma coleção nuclear temática de arroz de terras altas, bem como identificar os materiais mais tolerantes. Foram avaliados 100 genótipos de arroz de terras altas em experimentos conduzidos com e sem estresse por deficiência hídrica. Os genótipos tenderam a aumentar o número de dias para o florescimento (FLO) e a diminuir a altura (ALT), na condição de estresse, mas manifestaram ampla variação de comportamento. A esterilidade das espiguetas (EST) foi a característica mais importante para a seleção, nas duas condições de cultivo, em razão de sua elevada correlação negativa com a produtividade. O número de perfilhos não diferiu entre os genótipos na condição sem estresse, mas houve diferença significativa sob estresse hídrico. Os genótipos Ligeiro e Canela de Ferro apresentaram baixos índices de susceptibilidade à seca (ISS), mas baixa produtividade em ambas as condições de cultivo; já os materiais Catetão, Jatobá e Arroz do Maranhão apresentaram elevada produtividade sob estresse e valores de ISS relativamente baixos. EST, FLO, ALT e ISS são características morfofisiológicas relacionadas à tolerância à seca, e os genótipos Catetão, Jatobá e Arroz do Maranhão podem constituir boas fontes de genes para tolerância à seca em programas de melhoramento.

Efeitos do alagamento do substrato no crescimento e na composição química de genótipos clonais de Theobroma cacao L.

O alagamento do solo pode promover alterações no metabolismo celular e causar desvios nas condições ótimas de crescimento das plantas, gerando uma condição de estresse. Objetivou-se no presente trabalho avaliar os efeitos do alagamento no crescimento e na nutrição mineral de seis clones de T. cacao (CP-49, CCN-10, CP-06, CEPEC-2007, CEPEC-2008 e PS-1319), para elucidar possíveis mecanismos de tolerância ao alagamento. Mudas clonais de T. cacao, com 6 meses de idade, foram submetidas ao alagamento, juntamente com o tratamento-controle (não alagado), por 30 dias. Observou-se, no final desse período, que o alagamento promoveu diminuição nas taxas de crescimento relativo radicular (exceto para CP-06) e de área foliar, acúmulo de matéria seca e incremento nas taxas de crescimento relativo caulinar (exceto para os clones CP-06 e CEPEC-2008) e assimilatória líquida (exceto para o clone alagado PS-1319) e de massa foliar específica para os clones CP-49, CCN-10 e CP-06. Os clones que sobreviveram aos 30 dias de alagamento apresentaram baixos valores de razão de área foliar. De modo geral, o alagamento do substrato acarretou deficiência na absorção de macro e micronutrientes minerais, exceto de Fe. Dentre os clones avaliados, o CP-49 foi tolerante e o CEPEC-2008 não tolerante ao alagamento. Os demais clones ficaram numa posição intermediária. Logo, o clone CP-49 tem grande potencial para ser cultivado em condições de alagamento.

Avaliação de diploides de bananeira (Musa spp.) quanto à tolerância a salinidade

A salinidade é um fator comum de estresse abiótico que afeta a produção agrícola onde ela existe. Uma das estratégias para promover a reincorporação de áreas salinizadas e o aumento da produtividade consiste no desenvolvimento e na seleção de genótipos tolerantes, o que permitirá a identificação de parentais a serem utilizados em cruzamentos. Esta pesquisa teve como objetivo identificar genótipos diploides de bananeira tolerantes à salinidade a serem utilizados em futuros trabalhos de melhoramento genético, visando à obtenção de cultivares adaptados a solos salinos. Foram avaliados nove genótipos diploides (AA) de bananeira. Para a avaliação dos parâmetros de crescimento, foram feitas medições de área foliar, altura e contagem do número de folhas. As plantas foram tratadas durante 21 dias com 0 e 100 mM de NaCl, num delineamento experimental inteiramente casualizado, com três repetições. Aos 21 dias, foi feita a determinação do peso da matéria fresca, utilizando-se balança analítica. A obtenção do peso da matéria seca das partes limbo foliar, pseudocaule e raízes+rizoma de cada planta foi feita após secagem em estufa a 60ºC até peso constante. o genótipo Tjau Lagada, que sofreu menor redução da área foliar, possivelmente apresentará uma produção relativamente superior aos genótipos avaliados neste estudo. o genótipo 0116-01, por ter apresentado maior tolerância à salinidade, poderá ser utilizado em futuros cruzamentos, disponibilizando genes a serem incorporados em cultivares produtivas utilizadas em programas de melhoramento que visem à obtenção de cultivares adaptadas às regiões de solos salinos no Nordeste brasileiro.

Desenvolvimento de genótipos de mamoeiro tolerantes à mancha fisiológica

O mamoeiro é uma das fruteiras tropicais de grande impacto na fruticultura brasileira. Os principais entraves à expansão da cultura são a baixa variabilidade genética e a ocorrência de doenças que encarecem a produção. Neste contexto, realizou-se um cruzamento entre os genótipos 'JS12' e 'Golden' na expectativa de se transferir a característica coloração verde-clara da casca dos frutos (característica Golden), associada à tolerância da mancha fisiológica do mamoeiro, do genitor 'Golden' para o genitor 'JS12'. A variação genética entre e dentro das progênies segregantes obtidas foi avaliada na população RC1S1. Três indivíduos possuidores da característica Golden (38RC1S1-11, 30RC1S1-10 e 31RC1S1-10) foram selecionados pela análise de agrupamento. Estas progênies aliam maior proporção genômica do genitor recorrente (JS12) e bons atributos morfoagronômicos, sendo os mais indicados para o avanço das autofecundações e retrocruzamentos em mamoeiro.

Pathogenicity evaluation of Cytospora eucalypticola isolated from Eucalyptus spp: cankers in Uruguay

Cytospora eucalypticola has been frequently associated with twig and stem cankers and as endophyte of Eucalyptus globulus and E. grandis in Uruguay. Mycelium discs of two C. eucalypticola isolates obtained from actively growing colonies were inoculated, both superficially and on experimentally wounded stems of E. globulus and E. grandis. No inoculated and control plants have shown any discoloration, gumosis or necrosis nor did they display lesions ten months after inoculation. Callus tissue was formed, partially or wholly occluding the wounds. The ability to penetrate healthy tissues and the inability to produce lesions evidenced that the presence of C. eucalypticola in twig and stem cankers could result from saprotrophic expansion of the endophytic mycelium in dying tissues, cankers probably being produced by different environmental stress conditions.

Tolerância cruzada induzida por choque térmico na germinação de semente de feijão

Estresse pode ser definido como um fator externo, que exerce influência desvantajosa sobre a planta. Em regiões tropicais, as culturas agrícolas sofrem estresse abiótico principalmente por períodos de deficiência de água e altas temperaturas. A tolerância cruzada permite as plantas se aclimatarem a uma gama de diferentes estresses após exposição a um estresse específico. O objetivo neste trabalho foi avaliar a tolerância ao estresse hídrico durante a germinação das sementes de feijão sob influência da tolerância cruzada induzida por choque térmico. As sementes de feijão cultivar 'IAPAR 81' foram submetidas ao processo de embebição, em substrato papel umedecido com água pura sob temperatura de 20ºC por 24 horas. A seguir, parte foi mantida nessa temperatura e parte transferida para o choque frio por 24horas a 7ºC no ensaio 1 e 13ºC no ensaio 2 e outra parte para o choque quente por 24 horas a 38oC no ensaio 1 e 33oC no ensaio 2, sem troca do substrato. Tanto as sementes que passaram pelo choque como as que não passaram (controle) foram transferidas para substrato papel simulando diferentes potenciais hídricos, 0; -0,6; -0,9 e -1,2MPa, no ensaio 1 e 0;-0,3; -0,6; -0,9 e 1,2MPa no ensaio 2, induzidos por manitol nas seguintes concentrações: 0; 22,29; 44,58; 66,87 e 89,17 g.L-1. Os tratamentos foram avaliados através da porcentagem de germinação, plântulas anormais, sementes mortas e avaliações do desenvolvimento (massa seca da parte aérea, massa seca de raiz, massa seca total e relação raiz/parte aérea). O melhor desempenho das sementes que passaram por choque, de 7oC por 24h ou de 33oC por 24h, à restrição hídrica no início do desenvolvimento, permite afirmar que ocorre indução de tolerância cruzada e que esta pode ser induzida no início do processo de embebição em sementes de feijão.

Efeitos da microgravidade em plantas de cana-de-açúcar

Sugarcane (Saccharum spp.) is a plant from Poaceae family that has an impressive ability to accumulate sucrose in the stalk, making it a significant component of the economy of many countries. About 100 countries produce sugarcane in an area of 22 million hectares worldwide. For this reason, many studies have been done using sugarcane as a plant model in order to improve production. A change in gravity may be one kind of abiotic stress, since it generates rapid responses after stimulation. In this work we decided to investigate the possible morphophysiological, biochemical and molecular changes resulting from microgravity. Here, we present the contributions of an experiment where sugarcane plants were submitted to microgravity flight using a vehicle VSB-30, a sounding rocket developed by Aeronautics and Space Institute teams, in cooperation with the German Space Agency. Sugarcane plants with 10 days older were submitted to a period of six minutes of microgravity using the VSB-30 rocket. The morphophysiological analyses of roots and leaves showed that plants submitted to the flight showed changes in the conduction tissues, irregular pattern of arrangement of vascular bundles and thickening of the cell walls, among other anatomical changes that indicate that the morphology of the plants was substantially influenced by gravitational stimulation, besides the accumulation of hydrogen peroxide, an important signaling molecule in stress conditions. We carried out RNA extraction and sequencing using Illumina platform. Plants subjected to microgravity also showed changes in enzyme activity. It was observed an increased in superoxide dismutase activity in leaves and a decreased in its activity in roots as well as for ascorbate peroxidase activity. Thus, it was concluded that the changes in gravity were perceived by plants, and that microgravity environment triggered changes associated with a reactive oxygen specie signaling process. This work has helped the understanding of how the gravity affects the structural organization of the plants, by comparing the anatomy of plants subjected to microgravity and plants grown in 1g gravity

Análise metagenômica da microbiota de ambientes aquáticos do estado do Rio Grande do Norte - Brasil

The screening for genes in metagenomic libraries from soil creates opportunities to explore the enormous genetic and metabolic diversity of microorganisms. Rivers are ecosystems with high biological diversity, but few were examined using the metagenomic approach. With this objective, a metagenomic library was constructed from DNA soil samples collected at three different points along the Jundiaí-river (Rio Grande do Norte-Brazil). The points sampled are from open area, rough terrain and with the direct incidence of sunlight. This library was analyzed functionally and based in sequence. For functional analysis Luria-Bertani solid medium (LB) with NaCl concentration varied from 0.17M to 0.85M was used for functional analysis. Positives clones resistant to hypersaline medium were obtained. The recombinant DNAs were extracted and transformed into Escherichia coli strain DH10B and survival curves were obtained for quantification of abiotic stress resistance. The sequences of clones were obtained and submitted to the BLASTX tool. Some clones were found to hypothetical proteins of microorganisms from both Archaea and Bacteria division. One of the clones showed a complete ORF with high similarity to glucose-6-phosphate isomerase which participates in the synthesis of glycerol pathway and serves as a compatible solute to balance the osmotic pressure inside and outside of cells. Subsequently, in order to identify genes encoding osmolytes or enzymes related halotolerance, environmental DNA samples from the river soil, from the water column of the estuary and ocean were collected and pyrosequenced. Sequences of osmolytes and enzymes of different microorganisms were obtained from the UniProt and used as RefSeqs for homology identification (TBLASTN) in metagenomic databases. The sequences were submitted to HMMER for the functional domains identification. Some enzymes were identified: alpha-trehalose-phosphate synthase, L-ectoina synthase (EctC), transaminase L-2 ,4-diaminobutyric acid (EctB), L-2 ,4-diaminobutyric acetyltransferase (EctA), L-threonine 3 dehydrogenase (sorbitol pathway), glycerol-3-phosphate dehydrogenase, inositol 3-phosphate dehydrogenase, chaperones, L-proline, glycine betaine binding ABC transporter, myo-inositol-1-phosphate synthase protein of proline simportadora / PutP sodium-and trehalose-6-phosphate phosphatase These proteins are commonly related to saline environments, however the identification of them in river environment is justified by the high salt concentration in the soil during prolonged dry seasons this river. Regarding the richness of the microbiota the river substrate has an abundance of halobacteria similar to the sea and more than the estuary. These data confirm the existence of a specialized response against salt stress by microorganisms in the environment of the Jundiaí river

Aluminum tolerance on genotypes of signal grass

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)