Fisiologia Vegetal
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Item Identificação de fatores genéticos envolvidos no controle da respiração e potencialização da fotossíntese em folhas de tomate(Universidade Federal de Viçosa, 2012-07-10) Silva, Franklin Magnum de Oliveira; Nesi, Adriano Nunes; http://lattes.cnpq.br/4636590232692168Para identificar regiões genômicas envolvidas na regulação de importantes parâmetros fisiológicos como fotossíntese, respiração e processos relacionados. Sessenta e seis linhagens introgredidas de S. pennellii em fundo genético de S. lycopersicum, foram cultivadas em condições semicontroladas até o estádio vegetativo. Nesse estudo, examinaram-se os parâmetros de trocas gasosas e florescência da clorofila a, acúmulo de biomassa e o conteúdo de alguns metabólitos relacionados com o metabolismo do carbono e do nitrogênio. 23 ILs apresentaram taxas fotossintéticas superiores ao parental M82. Essa maior assimilação líquida de CO 2 foi fortemente correlacionada com condutância estomática. Em adição, uma correlação positiva entre a fotossíntese e os parâmetros de fluorescência sugere que maior taxa fotossintética pode estar associada a alterações nos parâmetros de fluorescência. Quanto ao metabolismo do carbono, verificou-se uma alta correlação negativa entre a produção de biomassa e o acúmulo de amido indicando que amido também pode atuar como um importante metabólito integrador na regulação do crescimento vegetativo. Em relação ao metabolismo do nitrogênio, constatou-se que a maior eficiência na incorporação do N inorgânico esteve fortemente relacionada ao acúmulo de amido. Por meio de análises multivariadas, foi possível identificar 21 ILs que diferiram da espécie parental S. lycopersicum. Dentre estas, a IL 7-5 diferiu de modo mais relevantes das demais ILs e do M82. Em virtude de estudos anteriores relatarem um alto rendimento de frutos por parte desta IL, esta região cromossômica torna-se promissora na identificação de fatores genéticos envolvidos no controle da respiração e potencialização da fotossíntese em folhas de tomate.Item Integrative analyses of photosynthesis, plant growth, metabolite levels and enzyme activities in an introgression line population of Solanum pennellii(Universidade Federal de Viçosa, 2016-08-12) Silva, Franklin Magnum de Oliveira; Nesi, Adriano Nunes; http://lattes.cnpq.br/4636590232692168To identify genomic regions involved in the regulation of fundamental physiological processes such as photosynthesis, respiration and underlying traits, a population of 71 Solanum pennellii introgression lines (ILs) in the genetic background of S. lycopersicum (M82) was analyzed. We determined IL phenotypes physiological, metabolic and growth related traits, ranging from gas- exchange parameters (e.g. CO 2 assimilation rates and stomatal conductance), chlorophyll fluorescence parameters (e.g. electron transport rate and photochemical quenching) as well as growth related traits (e.g. relative growth rate, shoot and root dry matter accumulation). In parallel, we also analyzed by robotized platform the major metabolic intermediates (e.g. sugars and starch), and the activities of nine representative enzymes from central C and N metabolism. We aimed: (1) combine information about enzyme activities and metabolite levels from stem, petiole and leaf with biomass and fruit yield; (2) by studying these three interconnected organs, examine how much connectivity exists between enzyme activities and metabolite levels; (3) provide predictive information about differences in C partitioning and inorganic N assimilation; (4) investigate the natural genetic diversity and identify QTL controlling variation of enzyme activities and metabolite levels in stem, petiole and leaf. Data analyses allowed identification of 67 physiological and metabolic QTL. Additionally, a comprehensive and detailed annotation of these regions allowed to point out a total of 87 candidate genes that might control the investigated traits. Out of those, 70 genes showed allelic variants related to differentially transposable element insertions pattern between both parental genotypes. Furthermore, the results revealed high frequency of positive correlations between enzyme activities, moderate frequency of correlations between related metabolites, and few correlations between enzyme activities and metabolite levels. Taken together, we present the largest study of photosynthetic and growth parameters in tomato plants to date. Our results allowed the identification of candidate genes that might be involved in the regulation of photosynthesis, primary metabolismo and plant growth, and provide an valuable genetic resource to understanding of the biochemical mechanisms involved in the regulation of primary metabolism in tomato plants.