Fisiologia Vegetal
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Item Impactos da melatonina na morfofisiologia e tolerância a estresses abióticos no cultivo in vitro ginseng-brasileiro [Pfaffia glomerada (Spreng.) Pedersen](Universidade Federal de Viçosa, 2023-09-20) Silva, José Victor Siqueira da; Otoni, Wagner Campos; http://lattes.cnpq.br/6842378575037067A Pfaffia glomerata, conhecida popularmente por ginseng-brasileiro, é amplamente utilizada devido a suas propriedades farmacológicas, como anti-inflamatória, analgésica, antioxidante e antimicrobiana, bem como no combate de problemas gástricos, perdas de memória, redução do estresse, ansiedade e depressão. Essas propriedades se devem, principalmente, ao metabólito secundário 20-hidroxiecdisona (20E), um fitoecdisteroide presente em algumas espécies vegetais e amplamente utilizado na indústria farmacêutica. De modo a elucidar a rota de biossíntese desse importante metabólito, a cultura de tecidos vegetais se apresenta como uma alternativa viável, pois permite o controle do ambiente de cultivo. Além disso, a cultura de tecidos é uma ferramenta importante para o estudo de tolerância ao estresse em plantas, bem como, a utilização de biorreguladores como alternativa de minimizar os danos causados pelo estresse. A melatonina é uma molécula multirregulatória capaz de atuar como hormônio, tem ação antioxidante, melhorando a tolerância de plantas a vários estresses. Dentre os estresses abióticos, o déficit hídrico é um dos que mais afetam o crescimento e desenvolvimento das plantas e contribui para a redução da produtividade agrícola. Assim, objetivou-se avaliar a influência da melatonina na morfofisiologia e na produção de antocianinas e 20-hidroxiecdisona em P. glomerata cultivada in vitro, bem como investigar seu efeito em plantas cultivadas sob déficit hídrico. Para isso, foram executados dois experimentos. No primeiro experimento foi avaliado o efeito da aplicação de diferentes concentrações de melatonina (0, 10, 100, 500 e 1000 μM). No segundo foi avaliado os efeitos do déficit hídrico, bem como a influência da melatonina nas respostas de tolerância ao estresse. Os efeitos do déficit hídrico foram provocados pela suplementação do meio de cultura com polietilenoglicol (PEG 4000). Em ambos os experimentos foram utilizados segmentos nodais de aproximadamente 2 cm, os quais foram inoculados em meio Murashige e Skoog (MS), sendo as culturas mantidas a 25 ± 2 ° C, sob fotoperíodo de 16 h e irradiância de 41 μmol. Observou-se que apesar de afetar negativamente o desenvolvimento das plantas quando em altas concentrações, a melatonina também desencadeia respostas antioxidantes, modula o metabolismo primário e a biossíntese de 20E e tem influência sobre hormônios relacionados com respostas de tolerância ao estresse. Plantas cultivadas sob estresse hídrico apresentaram redução no crescimento e na biomassa, incremento nos teores de MDA e H2O2, bem como alterações no metabolismo primário e secundário; em contrapartida, as plantas apresentaram uma série de respostas de tolerância ao estresse, como o aumento da atividade de enzimas do estresse oxidativo. A melatonina induziu respostas cruciais na mitigação do estresse, reduzindo a peroxidação lipídica, evitando a degradação de proteínas, e aliviando o estresse oxidativo. Este trabalho contribui para uma compreensão mais profunda da melatonina como uma molécula reguladora em plantas e fornece novas evidências sobre as consequências do déficit hídrico e do uso de biorreguladores nas respostas de tolerância ao estresse em plantas de P. glomerata. Palavras-chave: Amaranthaceae; Elicitação; 20-hidroxiecdsona; Fitoecdisteroides; Propagação in vitro.Item Alumínio altera parâmetros morfofisiológicos durante a germinação e crescimento inicial de plântulas de soja (Glycine max)(Universidade Federal de Viçosa, 2023-12-13) Gonçalves, Bruno Guilherme; Ribeiro, Cleberson; http://lattes.cnpq.br/2611360052180568O estresse por alumínio (Al) é intensificado em solos ácidos, principalmente devido a sua ionização em cátion trivalente, que é considerada a forma mais tóxica para as plantas. O cultivo da soja (Glycine max L. Merrill) é amplamente difundido em áreas onde predominam solos ácidos. A germinação e o estabelecimento da plântula são fases sensíveis do ciclo de vida da planta. Contudo, apesar da relevância dessas fases para o estabelecimento das lavouras, o efeito do Al na germinação de espécies cultivadas ainda é pouco explorado. Algumas estratégias podem ser utilizadas para atenuar a toxidez por Al nessa condição, inclusive o uso do silício (Si). Nesse sentido este trabalho consistiu em: i) avaliar os efeitos do Al sobre a germinação e parâmetros de desempenho de plântulas de 65 cultivares comerciais de soja; ii) avaliar os parâmetros fisiológicos e metabólicos das plântulas de dois cultivares (tolerante e sensível) selecionados no item i); iii) no cultivar tolerante, avaliado o papel do Si (1 mM) e células de borda da raiz (CBRs) na mitigação do estresse por Al (100 e 300 µM) em plântulas de soja.Na presença de Al, os parâmetros biométricos radiculares foram as características que demonstraram maior importância para diferenciar o desempenho dos cultivares. Estes foram alocados em quatro grupos, aos quais o comportamento diferencial sob estresse por Al pode ser atribuído à maior (Grupos I e II) e menor sensibilidade a este elemento (Grupos III e IV). Dois cultivares com respostas contrastantes ao Al foram selecionados: tolerante (50152RSF IPRO) e sensível (NA5909 RG). Na presença de Al no cultivar tolerante houve a formação de CBRs e a ativação de um sistema antioxidante robusto, contribuindo para minimizar os efeitos do estresse oxidativo ocasionado pelo Al. Em relação ao metabolismo primário, o teor dos açúcares solúveis aumentou o malato reduziu em ambos os cultivares. Na ausência de Si, o estresse por Al inibiu o crescimento radicular devido ao elevado acúmulo deste elemento nos ápices radiculares que resultou em estresse oxidativo e morte celular. Por outro lado, a adição de Si aumentou a síntese de mucilagem e a presença de CBRs, que reduziu o acúmulo de Al e impediu a ocorrência de estresse oxidativo e danos de membrana nos ápices radiculares, melhorando a performance das plântulas. Nesta terceira etapa foi demonstrado o potencial do Si em atenuar os efeitos tóxicos do Al em soja, atuando como elemento benéfico para melhorar o desenvolvimento de plantas cultivadas em solos ácidos. Palavras-chave: células da borda da raiz; estresse oxidativo; metabolismo primário; silício; tolerância ao alumínio.Item Role of mitochondrial calcium transport and redox metabolism on dark-induced senescence and aluminum stress tolerance(Universidade Federal de Viçosa, 2024-04-30) Silva, Marcelle Ferreira; Araújo, Wagner L.; http://lattes.cnpq.br/1429418814649373Stress can be caused by a broad range of conditions and different cellular responses can significantly alter plant metabolism to cope with such conditions. Aluminum (Al) toxicity is a critical factor limiting plant growth in acidic soils. Al is a highly redox reactive element, and its main symptom is root growth inhibition. Dark is another common stress that affects plants; in this scenario, dark-induced senescence is a highly regulated process that requires massive transcriptional and metabolic reprogramming to break down and remobilize valuable resources. For both stresses aforementioned, mitochondrial metabolism is crucial to support cellular processes; accordingly, in Al toxicity it is involved in providing organic acids (OA) to complex Al, whereas in dark conditions it is intimately related to carbon and nitrogen remobilization. In this context, two main processes, related to mitochondria, underpin important cellular responses to these different abiotic stress conditions namely (i) redox system and (ii) calcium (Ca 2+ ) transients. Evidence suggests that thioredoxin (TRX) system are responsible for mitigating oxidative damage through the control of reactive oxygen species (ROS), thus making it important to sustain plant development following abiotic stress. Moreover, Ca 2+ signaling is directly involved in responses to environmental cues. Here we attempted to understand how the Arabidopsis’ mitochondrial TRX system participates in the mitigation of the Al toxicity and how mitochondrial Ca 2+ transporters modulate the dark-induced senescence responses. Surprisingly, our findings revealed the major importance of the GR redox system status in Al mitigation compared to the TRX system. Our results further demonstrated a clear difference in chlorophyll degradation pathway under dark conditions for the mutants lacking the mitochondrial Ca 2+ transporter. We further asked whether this phenomenon was related to the matrix enzyme glutamate dehydrogenase (GDH2) and its regulation by Ca 2+ ; nevertheless, a clear connection between the mitochondrial Ca 2+ transporter and matrix Ca levels and the chlorophyll degradation was not unequivocally apparent. Collectively, our results indicate that mitochondrial metabolism plays an important role in coping with abiotic stress conditions and perturbations in this organelle lead to differential metabolic response under stress conditions. Keywords: Glutamate dehydrogenase; Glutathione; Thioredoxin.Item Morphophysiological impacts on Luffa cylindrica (L.) M. Roem. as affected by Paclobutrazol and CO 2 -enriched atmosphere(Universidade Federal de Viçosa, 2024-02-19) Dutra, Quezia Pains; Otoni, Wagner Campos; http://lattes.cnpq.br/0147152869635319Morphophysiological impacts on Luffa cylindrica (L.) M. Roem. as affected by Paclobutrazol and CO 2 -enriched atmosphere. Advisor: Wagner Campos Otoni. Co-Advisor: Tatiane Dulcineia Silva. The plant life cycle involves various strategies to resume growth and development by sensing internal and environmental cues. The environment significantly influences plant metabolism, affecting the production of primary and secondary metabolites. High concentrations of atmospheric CO 2 , among other factors, such as compounds called stress relievers, can trigger the production of specific compounds, influencing functional structures such as vascular tissues. The xylem tracheary elements (TEs) undergo a highly regulated differentiation process involving dedifferentiation, redifferentiation, and programmed cell death, resulting in lignified secondary walls. Luffa cylindrica, a Cucurbitaceae, shows elevated investment in growth and vascular differentiation to sustain the high ovary development rates that culminate in large fruits with typical richness in lignocellulosic fibers. We aimed to investigate the morphophysiological, biochemical, and molecular impacts in plants of the target species exposed in vitro to Paclobutrazol (PBZ) concentrations (0 – control; 0.21; 0.42; 0.85; 1.7; and 3.4 µM); and to CO 2 -enriched atmospheres in open-top chambers {ambient - a[CO 2 ] (± 400 µM mol -1 ) and enriched - e[CO 2 ] (± 800 µM mol -1 ). Regarding PBZ, as expected, this growth regulator promoted alteration in plant growth, reducing stem and root size. Likewise, the leaves were smaller, more pigmented, and thicker. As a result, the photosynthetic rate decreased at dosages of 1.7 and 3.4 µM of PBZ. In addition, changes in morphology were observed, such as an increase in the area of the vessels of the metaxylem and mesophyll at higher concentrations and the vascular bundle area. PBZ at concentrations of 0.85, 1.7, and 3.4 µM also increased the activity of the antioxidative enzymes, namely Catalase and Peroxidase, as well as lipid peroxidation (as indicated by MDA). There was also an increase in the expression of genes involved in the biosynthesis of polyamines, Thermospermine synthase (LcACL5), Polyamine oxidase (LcPAO), Spermidine synthase (LcSPDE) at the higher concentrations, as well as an increase in Cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD), involved in the lignin biosynthesis pathway. Regarding CO 2 enrichment, e[CO 2 ] significantly increased plant height and root length. Over time, there was also an increase in dry and fresh mass, biomass, and specific leafarea. The analyzed enzymes CAT, SOD, POD, and APX did not change. Concerning sugar content, an increase was observed after 25 days of experimentation with high CO 2 . The availability of CO 2 promoted an increase in carbohydrates, which are mobilized for the biosynthesis of essential compounds for plant growth and development. The genes' expression in the lignin (Cafeato o-methyltransferase - COMT) and polyamine biosynthesis (ACL-5) pathways were positively regulated. These changes in growth and biochemistry allow us to understand that, at high CO 2 concentrations, there is a photosynthetic efficiency that favors the growth and development of this species. The high adaptive efficiency and the reorganization of its metabolism allow this species to survive the future scenario of an environment with high CO 2 concentrations. This study plays an exploratory role in understanding the effects of climate change and its wide-range implications in various areas, such as agricultural adaptations, biodiversity conservation, and human health.Item The role of mitochondrial carrier proteins in plants: more than just the energetic issue(Universidade Federal de Viçosa, 2024-04-19) Batista, Rita de Cássia Monteiro; Nesi, Adriano Nunes; http://lattes.cnpq.br/1026340785612230The role of mitochondrial carrier proteins in plants: more than just the energetic issue. Adviser: Adriano Nunes-Nesi. Co-advisers: Wagner L. Araújo and Paula da Fonseca Pereira. The transport of metabolites across the inner mitochondrial membrane (IMM) is crucial for cellular metabolism and energy homeostasis. This process is mediated by mitochondrial carrier proteins belonging to the Mitochondrial Carrier Family (MCF). Despite recent advances in understanding the function of these transporter proteins in plants, their full physiological role remains incompletely understood, particularly under varying growing conditions. This study aimed to elucidate the physiological role of mitochondrial transporters under both optimal and adverse conditions, while also characterizing two isoforms of the adenylate transporter ADP/ATP Carrier (AAC1 and AAC2) in vivo. Our findings reveal that decreased AAC1 expression impacts cellular respiration and ATP concentrations, leading to aberrant mitochondrial morphology and reduced root growth. Additionally, AAC1 downregulation affects both vegetative and reproductive stages, underscoring its involvement in oxidative phosphorylation, energy homeostasis, and plant growth regulation. We further investigated AAC2's role in reproduction, germination, vegetative phase, and root growth. Our results demonstrate AAC2's significance in germination, with lines exhibiting decreased expression showing reduced and delayed germination percentage. Moreover, AAC2 downregulation affects root growth, silique size, and seed viability, emphasizing its critical role in plant development and reproductive yield regulation. Overall, our study highlights the pivotal role of mitochondrial transport proteins in regulating plant metabolism and development across various environmental conditions. Understanding the functions of these transporters not only provides insights into energy homeostasis but also offers valuable insights into mitochondrial dynamics, a key aspect of cellular metabolism regulation. This comprehensive understanding holds promise for future research on plant adaptation to environmental challenges and the development of strategies to enhance agricultural sustainability and food security. Keywords: Adenylates; Arabidopsis thaliana; metabolism; mitochondria; respiration.Item Implicações do Transportador ATP-Mg/Pi (APC1) para crescimento e respostas ao alumínio em Arabidopsis(Universidade Federal de Viçosa, 2024-02-23) Gonçalves, Barbara Schirato; Nesi, Adriano Nunes; http://lattes.cnpq.br/8389386329988534O transportador de adenilatos APC1 faz parte da família de transportadores mitocondriais MCF e, diferente de outros transportadores de adenilatos, realiza a exportação de ATP em troca de fosfato inorgânico. Este transportador recebe destaque por realizar essa troca de forma eletricamente neutra ao associar o ATP a um magnésio. Sendo assim, buscou-se realizar a caracterização fisiológica deste carreador de modo a compreender suas funções no crescimento e desenvolvimento de Arabidopsis thaliana em condições ótimas. Para esta finalidade análises biométricas, morfométricas e metabólicas foram realizadas. Os resultados obtidos sugerem que o transportador APC1 possui papel relevante porém não essencial no crescimento da parte área das plantas e no desenvolvimento de plântulas. Verificou- se também, maiores níveis de malato em folhas de plantas mutantes em relação ao genótipo selvagem. Esse resultado sugere que a função do APC1 pode estar associada com o funcionamento do complexo succinato desidrogenase e outras enzimas do ciclo dos ácidos tricarboxílicos (ciclo TCA). Ainda, por se tratar de um transportador de adenilatos, APC1 pode influenciar no funcionamento do complexo ATP sintetase e no fluxo de elétrons pela cadeia transportadora de elétrons e com isso influenciando indiretamente no funcionamento do ciclo TCA e na produção de ácidos orgânicos. Tendo isso em vista buscou-se, adicionalmente, investigar o papel do APC1 frente o estresse por alumínio. Experimentos em meio de cultivo foram realizados para avaliar o impacto do alumínio no crescimento radicular. Observou-se que o transportador APC1 é relevante em condições de pH ácido sem a presença de alumínio. Adicionalmente, as linhas mutantes demonstraram ser menos sensíveis a presença de alumínio do que o tipo selvagem. Este fenótipo pode estar relacionado com níveis elevados de malato observados nos mutantes e sua possível exsudação frente a esse tipo de estresse. Não obstante, estudos adicionais ainda precisam ser feitos para que se dê maior suporte a estas hipóteses. Palavras-chave: Mitocôndria; Respostas á estresse; Transportador de adenilatos.Item Ação do selênio no crescimento e desenvolvimento de plantas de arroz (Oryza sativa L.) em resposta à disponibilidade de zinco e nitrato: papel das citocininas(Universidade Federal de Viçosa, 2024-06-26) Teixeira, Lubia da Silva; Ribeiro, Dimas Mendes; http://lattes.cnpq.br/1610936721869054Os hormônios vegetais modulam os processos de absorção e utilização de nutrientes, ao passo que os nutrientes podem modificar a biossíntese e a homeostase hormonal em plantas. Assim, plantas de arroz podem ajustar seu crescimento e desenvolvimento às variações nos níveis de selênio (Se), zinco (Zn) e nitrato no ambiente. Neste contexto, os objetivos deste estudo foram avaliar os efeitos do Zn e do Se no metabolismo das citocininas em plantas de arroz, bem como investigar os impactos do Se e do Zn sobre o rendimento e qualidade nutricional dos grãos (Capítulo 1). Além disso, foi avaliado como o Se e o nitrato coagem para modificar a biossíntese das citocininas e regular o crescimento da parte aérea e das raízes de plântulas de arroz (Capitulo 2). Investigou-se, também, os efeitos do Se e da aplicação de citocinina em plantas de arroz no rendimento e na qualidade nutricional dos grãos (Capítulo 3). Os resultados do presente estudo mostraram que a elevação nos níveis de citocinina, mediada pelo fornecimento de Zn, reduziu a biomassa de raízes. Entretanto, o Se foi capaz de recuperar parcialmente a produção de biomassa de raízes nas plantas fertilizadas com Zn via redução nos níveis de citocininas na raiz. Interessantemente, o Se aumentou a concentração de citocininas nas panículas das plantas tratadas com Zn incrementando a produção de grãos. Além disso, a concentração de Se nos grãos de arroz foi positivamente associada ao fornecimento de Zn às plantas. A suplementação das plantas com Se aumentou às concentrações de proteínas nos grãos em resposta a disponibilidade de Zn. Por outro lado, as concentrações de N, S, Mg, Ca, Fe e Cu nos grãos de arroz aumentaram independente do fornecimento de Zn. De maneira geral, os resultados revelaram que o Se e o Zn atuam de forma sinérgica para melhorar o rendimento e a composição nutricional de grãos de arroz. A aplicação de Se em plântulas tratadas com 0,05 mM nitrato levou ao acúmulo de açúcar na parte aérea e na raiz e aumentou as concentrações de citocinina na raiz, enquanto diminuiu as concentrações de citocinina na parte aérea. Isto resultou na diminuição do crescimento da parte aérea e da raiz. Por outro lado, o Se combinado com 5,0 mM de nitrato não afetou a concentração de açúcar nos tecidos e regulou negativamente a biossíntese de citocininas na parte aérea e nas raízes das plântulas de arroz. Essa redução nas concentrações de citocininas mediada pelo Se diminuiu o crescimento da parte aérea, mas aumentou o crescimento das raízes. Assim, muitos dos efeitos do Se no crescimento da parteaérea e das raízes são devidos a uma mudança no status de nitrato das plântulas. A aplicação de citocininas nas plantas de arroz melhorou as características agronômicas e o rendimento de grãos, independentemente da fertilização com Se. A citocinina estimulou a fotossíntese líquida das plantas de arroz, melhorando sua capacidade de produzir fotoassimilados para sustentar o desenvolvimento dos grãos. A redução da biomassa radicular mediada pela citocinina não foi revertida pela fertilização com Se, impactando negativamente a capacidade de absorção de minerais pelas raízes e o acúmulo de micronutrientes nos grãos. No entanto, a absorção e o acúmulo de Se nos grãos de arroz permaneceram inalterados. Além disso, a citocinina modificou a composição das proteínas de reserva, aumentando as concentrações de proteínas totais nos grãos, independentemente da fertilização com Se. Este estudo abre novas perspectivas para pesquisas futuras sobre o papel das citocininas e do Se no desenvolvimento e na qualidade dos grãos de arroz. Palavras-chave: Selenito de sódio; Selenato de sódio; Benziladenina; Nutrientes.Item Selenium as a mitigation of iron deficiency in soybeans(Universidade Federal de Viçosa, 2024-02-21) Lapaz, Allan de Marcos; Ribeiro, Cleberson; http://lattes.cnpq.br/4573087039032980Although iron (Fe) is abundant in most agricultural soils, its bioavailability to plants is limited. The Fe deficiency can cause significant changes in plant metabolites, impacting the plant's life cycle. In this context, selenium (Se) has been shown promising effects against Fe deficiency. However, little is known about the role of selenium (Se) in modulating the nutritional status and the non-enzymatic and enzymatic antioxidant defense system in Fe-deficient soybean. In the first experiment, we evaluated the possible beneficial effect of Se applied in the nutrient solution on photosynthetic pigments, nutritional status, reactive oxygen species accumulation, ascorbate and glutathione metabolites, activity of enzymes involved in the synthesis pathway of these metabolites, and antioxidant defense enzymes, including expression of superoxide dismutase (SOD) isoforms, after exposure to absence, deficiency, and sufficiency of Fe in combination with absence and presence of Se. The higher remobilization of Fe associated with maintenance of foliar N concentration resulted in mitigation of leaf chlorosis and decreased loss of photosynthetic pigments in the absence of Fe with Se. Additionally, under this cultivation condition, the main positive effect of Se was shown to be associated with the modulation of the glutathione cycle. The Se supply also reduced the need to replace SOD-Fe with SOD-Cu due to the positive modulation in the crosstalk between Fe and Cu, as well as attenuated the nutritional imbalance of Zn and Mn, mainly in the absence of Fe. These adjustments prevented lipid peroxidation in plants treated with Se. In the second experiment, we evaluated the effects of Se on dry mass, Fe concentration in the roots and shoots, as well as to assess the photosynthetic performance and primary metabolism in soybean plants subjected to Fe deficiency. In the absence of Fe, plants treated with Se exhibited positive modulation in net CO 2 assimilation rate, improving carboxylation efficiency and photochemical traits compared to plants without Se. The synergistic absence of Se and Fe compromised shoot and root dry mass and protein concentration. Therefore, these findings highlight the potential of Se as a valuable intervention to mitigate Fe deficiency in soybean crops. Keywords: Growth. Antioxidants. Micronutrients. Photosynthesis. Metabolism. Selenium. Iron effect.Item Propagação in vitro de Pereskia aculeata Mill.(Universidade Federal de Viçosa, 2023-02-27) Sousa, Elisandra da Silva; Otoni, Wagner Campos; http://lattes.cnpq.br/1282522231521349Pereskia aculeata Mill., conhecida popularmente como ora-pro-nóbis, é uma planta alimentícia não convencional, utilizada pela medicina popular no tratamento de queimaduras e inflamações. Apresenta propriedades farmacológicas, como analgésica, antioxidante, anticancerígena e nutracêutica, resultado de uma gama de compostos bioativos produzidos pela espécie, tais como sesquiterpenos, compostos fenólicos e betalaínas. Apesar da sua importância, ainda são escassos os trabalhos que visem estabelecer o cultivo in vitro de P. aculeata. Notadamente, ainda não há relatos de estudos sobre a influência das trocas gasosas e qualidade da luz no desenvolvimento e produção de compostos bioativos em P. aculeata cultivada in vitro. A cultura de tecidos vegetais é uma alternativa viável para a multiplicação de espécies medicinais em larga escala, pois é fonte potencial para produção de metabólitos secundários de interesse. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um protocolo de propagação in vitro e avaliar a influência de citocininas, meios de cultura, trocas gasosas, concentrações de sacarose e qualidade da luz na morfofisiologia de plantas de P. aculeata. Para isso, foram conduzidos cinco experimentos: I) Estabelecimento de protocolo de desinfestação de P. aculeata; II) Avaliação de citocininas no desempenho de explantes nodais no estabelecimento in vitro de P. aculeata; III) Avaliação de formulações de meios de cultura no estabelecimento in vitro de P. aculeata; IV) Efeito das trocas gasosas e concentrações de sacarose na morfofisiologia e anatomia de P. aculeata cultivada in vitro; V) Influência da qualidade de luz na morfofisiologia e na produção de betalaínas de P. aculeata cultivada in vitro. Os resultados demostraram que para estabelecer de forma eficiente segmentos nodais de P. aculeata in vitro, faz-se necessário a desinfestação dos explantes em solução de hipoclorito de sódio (NaOCl) a 2,5% de cloro ativo combinado à adição de 0,2% de Plant Preservative Mixture (PPM) ao meio de cultura, e inoculação dos mesmos em meio de cultura Murashige e Skoog (MS) contendo 1 mg L-1 de meta-Topolina (mT). Além disso, a espécie pode ser cultivada sob o sistema de cultivo hererotrófico, em meio de cultura suplementado com 15 g L-1 de sacarose e frascos vedados com tampas contendo uma membrana que permite taxa de troca de CO2 de 14 μL L-1 s-1 (TTCO2 de 14 μL L-1 s-1), e/ou sob o sistema de cultivo fotomixotrófico, em meio suplementado com 30 g L-1 de sacarose e frascos vedados com tampas contendo duas membranas que permitem TTCO2 de 25 μL L-1 s-1. Na propagação in vitro de P. aculeata, a combinação dos espectros de luz Vermelho/Branco/Azul Médio (V/B/AM) promoveram maior acúmulo de betacianina. Este trabalho fornece novas perspectivas em relação aos efeitos da manipulação do meio e do ambiente de cultivo sobre o desenvolvimento e o metabolismo secundário de P. aculeata, podendo auxiliar na otimização de protocolos de propagação e de produção in vitro de betalaínas nessa espécie. Palavras-chave: Ora-pro-nóbis; Sistemas de cultivo in vitro; Cultura de tecidos vegetais; Betalaína.Item Morte celular programada media a resistência de Eucalipto ao inseto galhador Leptocybe invasa(Universidade Federal de Viçosa, 2023-08-02) Rocha, João Pedro Laurindo; Araujo, Wagner Luiz; http://lattes.cnpq.br/7850599744090089O gênero Eucalyptus L'Hér. têm sido a principal escolha para as florestas plantadas devido à sua elevada produtividade, ao seu rápido crescimento e adaptabilidade. Registre-se, que, com as futuras e esperadas mudanças climáticas, regimes alterados de temperatura e precipitação irão aumentar a frequência e a intensidade de secas, fator que pode limitar a produtividade dessa cultura. Em adição, outro fator limitante no cultivo de eucalipto são as perdas ocasionadas pelo inseto galhador Leptocybe invasa Fisher & La Salle (Hymenoptera: Eulophidae). Sabe-se também que a presença do inseto L. invasa causa alterações hormonais em híbridos de E. tereticornis x E. camaldulensis, no período entre 24 e 96 horas após o ataque. Ainda, no clone resistente a esse inseto, ocorre um aumento nos níveis de aminoácidos precursores tanto do processo de sinalização responsiva, quanto de mecanismos associados a morte celular programada. Neste contexto, este trabalho investigou as alterações anatômicas e os mecanismos envolvidos na sinalização hormonal e no processo de morte celular programa de tecidos de plantas de eucalipto após ataque do inseto galhador L. invasa. Foram utilizados dois clones híbridos de E. tereticornis Sm. x E. camaldulensis Dehnh., um susceptível e outro com menor susceptibilidade (resistente) à L. inavasa. As características anatômicas, trocas gasosas e a expressão de genes relacionados com sinalização hormonal e morte celular programada foram avaliadas. O clone resistente quando infestado aumentou a espessura da parede celular realizando o isolamento das células que possivelmente sofrerão morte celular programada e, em adição, acumulou compostos fenólicos nas células saudáveis que se encontram próximas a região atacada pelo inseto. Ambos os clones, após 24 horas de infestação, sofreram reduções na taxa de transpiração e na concentração intercelular de CO2. Após 96 horas, os mesmos clones sofreram reduções na taxa de assimilação de CO2 e transpiração. Quando infestado, o clone resistente apresentou maiores expressões de PAD4 e ERS2, genes associados com AS e ET, respectivamente e, maiores expressões de NAC1 que é um gene envolvido com morte celular programada. Tomados em conjunto, os resultados aqui obtidos indicam que uma vez atacado pelo inseto L. invasa, nas primeiras 24 horas, o clone resistente aumenta a espessura da parede celular das células ao redor da região atacada, onde a morte celular programada se inicia. Com efeito, 96 horas após a infestação, o clone resistente acumula compostos fenólicos nas células ao redor dessa região atacada impedindo que as mesmas sofram também uma morte celular programada. Em síntese, o presente trabalho apresenta um potencial mecanismo capaz de explicar, ainda que parcialmente, a tolerância diferencial à L. invasa em clones de Eucalyptus. Palavras-chave: Anatomia. Compostos Secundários. Expressão Gênica. Morte Celular Programada.