Ciências Biológicas e da Saúde
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Item A influência de regiões de contato entre membranas em Arabidopsis thaliana e da variabilidade genética em Pfaffia glomerata na resistência ao alumínio(Universidade Federal de Viçosa, 2022-08-31) Santana, Brenda Vila Nova; Azevedo, Aristea Alves; http://lattes.cnpq.br/3323250079193229A toxidez do alumínio (Al 3+ ) é um dos maiores fatores limitantes da produtividade agrícola em solos ácidos, por isso, pesquisas sobre resistência ao metal em plantas têm sido de grande interesse. Para este trabalho, objetivou-se elucidar indutores do remodelamento de Regiões de Contato entre Membrana Plasmática e Retículo Endoplasmático (EPCS) em Arabidopsis thaliana, avaliando a importância destas regiões na resistência a íons trivalentes; e investigar as respostas de acessos (Ac22 e Ac43) e citótipos (diploide A22 e autopoliploide P28) de Pfaffia glomerata ao estresse por Al 3+ . Plântulas de A. thaliana foram submetidas ao alumínio (Al 3+ , 0 e 1000 M), lantânio (La 3+ , 0 e 500 M) ou gadolínio (Gd 3+ , 0 e 500 M), os quais induziram alteração no padrão de organização da proteína SYT1 (responsável por estabilizar as EPCS), modificando-o de reticulado para expressivamente pontoado. Entretanto, esta modificação não consistiu em um mecanismo de resistência, já que o crescimento de raiz do mutante syt1 foi igual ao do genótipo selvagem Col-0. Enquanto o tratamento com Al 3+ levou ao acúmulo do fosfoinositol PI(4)P e do PI(4,5)P 2 na membrana plasmática, La 3+ e Gd 3+ induziram o aumento de PI(4)P. Sugere-se que PI(4)P seja o responsável pela indução do padrão pontoado das EPCS em resposta ao Al, La e Gd. No segundo ensaio, P. glomerata foi submetida a 0, 100 e 500 M Al. Ac22 e Ac43 apresentaram redução gradual no valor de massa seca e o acúmulo de Al nas raízes foi expressivamente maior que nas folhas. Para ambos, o reagente Chrome Azurol S detectou Al nos vacúolos e núcleos na folha e na periferia das raízes, principalmente no ápice radicular, onde a descamação de células da coifa foi mais intensa. A baixa translocação de Al para a parte aérea e o armazenamento do metal em vacúolos garantiram a integridade dos tecidos foliares e a descamação de células da coifa apresentou-se como efeito da toxidez do Al, mas também como mecanismo de resistência. A variação na intensidade das respostas endossa a influência da variabilidade genética e sugerem o acesso 22 como o mais resistente. No terceiro ensaio, A22 e P28 de P. glomerata foram submetidos a 0 e 500 M Al. Ambos os citótipos apresentaram redução significativa no comprimento de raiz, mas apenas a matéria seca foliar de A22 reduziu significativamente. A presença de Al na periferia das raízes e a descamação da coifa em P28 não foi tão marcante quanto em A22. Nas folhas, o Al foi detectado no vacúolo em A22, e o resultado foi negativo em P28. Os valores de Fv/Fm, NPQ e ETR evidenciaram que não há limitação fotoquímica nos citótipos, mas houve redução significativa na taxa fotossintética de A22. A atividade de CAT, APX e SOD foi significativamente maior nas raízes do poliploide P28 em resposta ao estresse por Al. A poliploidia induzida de P. glomerata mostrou-se eficiente na criação de um genótipo mais resistente ao estresse por Al que o seu antecessor diploide A22. Palavras-chave: Sinaptotagmina. Chrome Azurol S. Poliploidia. Cultivo in vitro. Metabolismo.Item Ação do alumínio (Al) em Cococcypselum aureum (Rubiaceae), espécie do cerrado acumuladora de Al: uma abordagem morfofisiológica(Universidade Federal de Viçosa, 2021-07-21) Viana, Ivan Becari; Azevedo, Aristéa Alves; http://lattes.cnpq.br/3634076110574092Os efeitos do Al sobre espécies nativas acumuladoras de Al como Coccocypselum aureum (Rubiaceae), herbácea que cresce em solos do cerrado, ainda são pouco compreendidos. Neste estudo foi avaliado os efeitos do Al sobre parâmetros morfológicos anatômicos, bioquímicos e fisiológicos de C. aurem a fim de verificar se o Al é um elemento benéfico para a espécie e atua como estimulante no metabolismo primário e secundário. Indivíduos de C.aureum foram coletados em solo do cerrado e submetidos por 60 dias aos seguintes tratamentos em hidroponia: tratamento 1 sem Al por 60 dias; tratamento 2 sem Al durante 30 dias e 500 µM de Al por 30 dias subsequentes e tratamento 3 com 250 µM de Al nos primeiros 30 dias e 500 µM por mais 30 dias. No tratamento 1 após 60 dias de ausência de Al, as plantas de C. aureum apresentaram nas folhas cloroses e necroses, e na raiz, região do meristema apical, células com citoplasma e núcleo pouco densos o que esteve relacionado a elevada concentração de Zn nesse órgão. Plantas do tratamento 2 exibiram nos primeiros 30 dias a ocorrência de necroses e cloroses foliares, porém após a adição de Al nos 30 dias subsequentes houve uma total recuperação da parte aérea, além de um maior crescimento radicular. Em plantas do tratamento 3 após 60 dias, foram verificados os menores teores nutricionais, o menor crescimento radicular e produção de folhas, porém ainda assim, com aspecto morfológico sadio. No mesmo período de tempo, um destacamento de células semelhantes a células de borda próximo a região apical foi observado em ambos tratamentos com Al. Houve acúmulo do metal na epiderme (exceto folha), tecidos fundamentais e células do floema na raiz, caule e folha. Adicionalmente, acúmulo de Al também foi registrado em coléteres. Nas análises bioquímicas e fisiológicas, realizadas para os tratamentos 1 e 2, foi verificado que após 30 dias da adição de Al, as plantas do tratamento 2 apresentaram maior teor de clorofila a e b, maior taxa de fotossíntese, condutância estomática, transpiração e as maiores concentrações de glicose, frutose, amido na raiz e de proteínas na raiz e na folha. Apenas a concentração de sacarose foi superior na folha na ausência de Al. Ainda no tratamento 2 houve maior eficiência fotoquímica do PSII em 24, 48 h e 30 dias, após adição de Al, e um incremento significativo na taxa de transporte de elétrons em 48h e, em especial, aos 30 dias. Neste mesmo período, plantas do tratamento 2 também apresentaram maior produção de compostos fenólicos na raiz e na folha, sendo que na folha ocorreu uma sobreposição dos sítios de acúmulo de Al com fenólicos e alcaloides. Adicionalmente, na presença do metal aos 30 dias, houve aumento na abundância relativa de Al na raiz, no caule e na folha e de N, K, Mg e Fe na folha, de Fe e Cu no caule e P, S, Cu e Zn na raiz. Assim, concluímos que as plantas de C. aureum não se desenvolvem normalmente na ausência de Al e apresentam um desenvolvimento mais saudável na presença desse elemento, principalmente a folha, embora esse desenvolvimento tenha sido mais lento. Portanto, como já documentado para outras espécies acumuladoras de Al de diferentes famílias botânicas, o Al exerce uma ação benéfica sobre a espécie C. aureum. Palavras-chave: Herbácea. Cerrado. Acúmulo de Al.Item After all, what do wasps want? The choice of sexual partner in the paper wasps Polistes(Universidade Federal de Viçosa, 2015-05-20) Souza, André Rodrigues de; Neto, José Lino; http://lattes.cnpq.br/9060535102862386The choice of sexual partner is of fundamental importance, as there are deep consequences for the animal fitness. This is particularly important when females are genetically monogamic and must store male sperm for a long time and when incestuous copulations may increase probability for the expression of recessive deleterious alleles. Social paper wasps like Polistes fit this situation, but surprisingly little is known about how sexual selection operates in this taxon. Here, we examine proximal and ultimate causes involved in the choice of sexual partner in Polistes paper wasps. We conducted laboratory assays with Polistes simillimus to examine if male visual ornamentation mediates female choice. Also, we examined in the field wether visual ornamentation in Polistes dominula males is used to mediate male- male competition. Finally, we examined, under laboratory conditions, the occurrence of intersexual nestmate discimination by chemical cues in Polistes versicolor. The results suggest that mate choice is a widespread phenomena in Polistes; It is mediated by visual and chemical information; and fitness benefits associated with male individual quality and genetic compatibility are likely candidates to explain the ultimade causes for the evolution of mate choice in these wasps.Item Alterações morfofisiológicas e metabólicas causadas pelo glifosato em duas espécies neotropicais e na espécie modelo Arabidopsis thaliana.(Universidade Federal de Viçosa, 2016-11-09) Silva, Larisse de Freitas; Silva, Luzimar Campos da; http://lattes.cnpq.br/8151104296269659Glifosato (N-(fosfonometil) glicina) é um herbicidas mais utilizados no mundo. Poucos estudos elucidam quais são os efeitos que ele pode provocar em espécies não agricultáveis e na espécie modelo Arabidopsis thaliana Deste modo, o presente trabalho tem como objetivos: avaliar os efeitos que o glifosato provoca nas espécies arbóreas Handroanthus chrysotrichus (Mart. ex DC.) Mattos (Bignoniaceae) e Garcinia gardneriana (Planch. & Triana) Zappi (Clusiaceae) tendo em vista as alterações bioquímicas, fisiológicas e anatômicas em resposta ao estresse provocado por ele e quais ajustes metabólicos que ocorrem no sistema antioxidante de A. thaliana quando exposta ao mesmo herbicida. Para tal, indivíduos de H. chrysotrichus e G. gardneriana com oito meses de idade foram submetidos a aplicação na parte aérea, do herbicida RoundUp® ultra, contendo 65% (m/m) de glifosato [N- (fosfonometil) glicina] como ingrediente ativo concentrações de 0, 360, 720, 1080 e 1440 g. ia ha -1 . 72 HAA (horas após a aplicação), foram avaliados os parâmetros bioquímicos e aos 7 DAA (dias após a aplicação) foram obtidos fragmentos foliares para análises anatômicas em microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura. O glifosato provocou alterações no metabolismo do carbono, fotossíntese e fluorescência em H. chrysotrichus. Foram observadas alterações no sistema antioxidativo enzimático e houve incremento da peroxidação lipídica em ambas espécies. Ocorreram altrações anatômicas a nível ultraestrutural, estrutural e visual, esta última apenas em H. chrysotrichus. H. chrysotrichus mostrou-se ser a espécie mais sensível ao herbicida por apresentar danos mais pronunciados, tendo, portanto, potencial biosindicador/biosensor de áreas impactadas pelo herbicida glifosato. Plantas de A. thaliana foram germinadas em placa de petri contendo meio de cultivo e 20 M de glifosato, após 14 dias, houve coleta das plantas e realização das análises bioquímicas. Houve detecção histoquímica de O 2.- e de peroxidação lipídica nas plantas tratadas e aumento de oxidação de proteínas, indicando que a produção de ROS colocou a planta sob estresse. Ocorreu aumento da atividade das principais enzimas do sistema antioxidativo e do ciclo ascorbato-glutationa nas plantas tratadas, acompanhado da diminuição do teor de H 2 O 2 . Glicose-6 fosfato desidrogenase (G6PDH) e 6-fosfogluconato desidrogenase (6PGDH) foram as desidrogenases com maior atividade nas plantas tratadas. Além disso, 6PGDH se mostrou a enzima mais estável quando tratamos A. thaliana com diferentes poderes redutores e oxidantes, sugerindo que esta enzima pode ser crucial para o fornecimento de poder redutor nesta espécie quando tratada com o herbicida glifosato. A. thaliana apesar de apresentar sintomas de estresse como redução de crescimento e murcha da parte aérea quando tratada com Glyphose é capaz de reajustar seu sistema antioxidante de forma a minimizar os danos causados por este estresse, o que garante a sua sobrevivência neste tempo de exposição e doses utilizadas.Item Alumínio: elemento benéfico ou essencial para a espécie de cerrado Borreria latifolia (Rubiaceae)?(Universidade Federal de Viçosa, 2021-10-29) Marques, Ana Paula Pires; Azevedo, Aristéa Alves; http://lattes.cnpq.br/2850028239312498O íon trivalente de alumínio (Al 3+ ) é tóxico para maioria das plantas em solos ácidos, porém para algumas espécies nativas este metal é considerado benéfico. Recentemente, foi comprovada a essencialidade do metal para a espécie hiperacumuladora Camellia sinensis (chá- da-índia) e relatado que o desenvolvimento da lenhosa de cerrado Vochysia tucanorum é prejudicado na ausência deste elemento. Entretanto, ainda não há relatos da essencialidade do Al para espécies do cerrado e o seu efeito no metabolismo de plantas hiperacumuladoras, como a herbácea Borreria latifolia (Rubiaceae), não foi totalmente elucidado. Neste trabalho avaliamos as repostas morfológicas, anatômicas, bioquímicas e fisiológicas de indivíduos de B. latifolia, coletados em solo de cerrado, e submetidos, em hidroponia, a 0 µM de Al 3+ por 57 dias (T0) e 0 µM de Al 3+ por 40 dias, acrescentando-se, após esse período, 500 µM de Al 3+ por mais 17 dias (T0+500). A princípio, plantas T0+500 permaneceriam 40 dias sem e 40 dias com o Al, porém o tempo de exposição ao metal teve que ser reduzido para 17 dias pois alguns indivíduos T0 morreram, indicando que as demais plantas desse tratamento não sobreviveriam por mais tempo. Após 57 dias de cultivo na ausência do Al (T0), plantas de B. latifolia apresentaram raízes escurecidas e gelatinosas, folhas necrosadas e morte de gemas axilares e de meristemas apicais caulinares. Diversos danos histológicos, como hipertrofia, alterações mitóticas, descolamento de células na raiz e senescência de coléteres, foram observados nesse tratamento. Nos 40 dias sem Al, indivíduos T0+500 exibiam necroses em folhas, em ápices de raízes e de caules. Porém, após a adição de Al, observou-se produção de raízes saudáveis de coloração clara e de brotações caulinares, sem alterações anatômicas, que se desenvolveram a partir de gemas adventícias. Houve acúmulo do Al em todos os tecidos dos órgãos vegetativos, inclusive em células condutoras do xilema. Adicionalmente, o Al foi registrado em coléteres, indicando uma possível exsudação do elemento, e em núcleos e nucléolos de células meristemáticas, o que pode estar relacionado com sua participação na manutenção da integridade do DNA. O Al reduziu o teor de malonaldeído e eletrólitos extravasados e elevou, no geral, o estado nutricional de B. latifolia. Como consequência, houve aumento no índice Spad das folhas e na produção de biomassa total pelas plantas T0+500. A análise de trocasgasosas confirmou que o Al aumentou os valores de todos os parâmetros, exceto da eficiência do uso da água, nos três tempos de avalição (24 horas, 48 horas e 17 dias após adição do Al na solução de plantas T0+500). O mesmo foi observado para a taxa de transporte de elétrons, a eficiência de excitação e o rendimento efetivo do PSII na presença de Al, juntamente com a redução do coeficiente não fotoquímico. Já o cultivo sem Al apresentou o CO 2 intracelular aumentado concomitante a queda do rendimento máximo do PSII e do coeficiente fotoquímico no final do cultivo. Em paralelo, o teor de amido nas raízes desse tratamento foi maior que na presença do metal, enquanto os teores de fenóis não diferiram entre os tratamentos. O Al, em plantas T0+500, aumentou os teores de clorofilas a e b, de proteínas nas folhas, acompanhado pelas maiores abundâncias relativas de Al, S e Zn, em relação a T0. Além disso, o Al promoveu o incremento de açúcares solúveis na raiz, associado ao aumento na proporção relativa de Al e K e a redução dos percentuais de Zn, Cu e Fe em T0+500 com relação a T0. Maiores percentuais de N, Mg e Cu na folha foram observadas em T0. Esses resultados evidenciam que o Al nuclear é essencial para B. latifolia ao manter a atividade e integridade de células meristemáticas e que o metal atua estimulando a fotossíntese, através do reequilíbrio nutricional. A retomada do crescimento e do desenvolvimento se deu com a elevação da síntese de proteínas, provavelmente as envolvidas no reparo de danos oxidativos e no processo de fotossíntese, e com relação fonte-dreno sendo restabelecida no metabolismo de açúcares. Palavras-chave: Hiperacumuladora de alumínio; Alumínio essencial; Meristemas; Fotossíntese; Herbáceas do cerrado.Item Aluminum concentration, nutritional status and metabolite profile in native Cerrado species with different resistance strategies to the metal(Universidade Federal de Viçosa, 2017-02-22) Silva, Samara Arcanjo e; Azevedo, Aristéa Alves; http://lattes.cnpq.br/4852438622233033Aluminum (Al) is the most abundant metallic element in the Earth crust. Its toxicity not only depends on the total Al concentration in the soil, but also on the Al chemical form, which is highly dependent on soil pH. In acid soils (i.e., having pH lower than 5.5), Al is solubilized and toxic forms like Al 3+ (exchangeable Al) are then released into the rhizosphere, interfering with root growth and functions and limiting crop productivity. Despite that, natural vegetation that grows on acid soils, such as the ones from the Cerrado, has developed strategies to cope with high Al 3+ concentrations, but unfortunately, research focusing on the Al resistance mechanisms of plant species therein are still scarce. In this study, we tested the hypothesis that Al resistance strategies are constitutive features and do not depend on the concentration of the metal in soils. For that, we determined the shoot Al concentration and Al deposition sites in plants of Eugenia dysenterica, Qualea parviflora, and Q. multiflora, all native Cerrado species naturally growing on acid soils with varying fertilities and metal toxicities. Nutritional and metabolic adaptations of the plants were also analyzed. Aluminum and nutrient concentrations in soil samples were determined by energy dispersive X-ray microfluorescence (μEDXRF), while in plant samples they were evaluated by both inductively coupled plasma atomic emission spectrometry and μEDXRF. Al mapping in plant samples was performed by histochemical test, X-ray probe coupled to scanning electron microscopy, and μEDXRF. Metabolic adaptations were assessed by spectrophotometric analyses and gas chromatography–mass spectrometry. E. dysenterica accumulated about 0.5 g Al kg -1 DW in the shoot. In contrast, concentrations of the metal in shoots of Q. parviflora and Q. multiflora were up to 15.0 and 20.0 g Al kg -1 DW, respectively, at all collection sites. Q. parviflora was able to hyperaccumulate Al even on a soil with negligible Al +3 concentration. Pectocellulosic cell walls were the preferential sites for Al deposition, but the metal was also localized in suberized cell walls and in chloroplasts. Al concentration in the species showed different correlations with soil chemical attributes. In Q. parviflora and E.dysenterica, it was positively correlated with mesotrophic soils while in Q. multiflora it was positively correlated with dystrophic ones. In general, nutrient levels in E. dysenterica were lower and more influenced by concentration of total Al in the soil, yet no nutritional deficiency was observed. The levels of K, P, and S in Q. multiflora were increased in plants with highest Al accumulation. Metabolite analyses demonstrated that the levels of chlorophyll, nitrate, total amino acids, insoluble proteins, phenols, and thiobarbituric acid-reactive substances were higher in leaves of E. dysenterica. In contrast, Q. parviflora had higher non-protein thiol concentration and was more efficient in avoiding lipid peroxidation. The synthesis of compatible osmolytes and dehydroascorbate was up-regulated in both species on soils with high metal toxicity. Q. parviflora also showed increased levels of malate and succinate. Altogether, these findings confirm the hypothesis that neither the non-accumulator nature of E. dysenterica nor the Al-hyperaccumulator nature of both Qualea species depends on Al concentration in soils, and support the theory that species adapted to acid soils have mechanisms to cope with Al toxicity and avoid Al-induced nutritional deficiency. Q. parviflora, in especial, seems to have mechanisms for altering Al availability in the soil, which enables the species to hyperaccumulate Al even on a soil with negligible Al +3 concentration. The results on metabolic adaptations reinforce the hypothesis that phenols, thiols, and organic acids are all involved in the detoxification of Al and reactive oxygen species (ROS) in Al-hyperaccumulator species. On the other hand, the metabolic adaptations involved in ROS scavenging in E. dysenterica, such as phenol and dehydroascorbate production, were not sufficient to control oxidative stress in plants growing on soils with high metal toxicity.Item Anatomia de espécies de Banisteriopsis C. B. Rob. (Malpighiaceae) ocorrentes no Brasil(Universidade Federal de Viçosa, 2014-02-25) Araújo, Josiane Silva; Meira, Renata Maria Strozi Alves; http://lattes.cnpq.br/8479725441583807Banisteriopsis é considerado um dos gêneros mais complexos de Malpighiaceae devido à similaridade na morfologia floral, bem como ao elevado número de espécies, o que levou à proposição de diferentes tratamentos taxonômicos para circunscrição do gênero. A presença de glândulas calicinais e foliares é comum em Banisteriopsis e em vários representantes de Malpighiaceae, sendo consideradas estruturas importantes tanto para auxiliar na taxonomia quanto para o sucesso adaptativo da família. Com isso, este trabalho teve como objetivos descrever a anatomia foliar de 42 das 47 espécies de Banisteriopsis que ocorrem no Brasil; caracterizar anatomicamente as glândulas calicinais e foliares de 38 espécies; e identificar histoquimicamente a natureza química da substância secretada em B. campestris, B. laevifolia e B. malifolia. Foram identificados caracteres que auxiliaram na distinção de espécies, como: contorno do pecíolo, presença e ausência de feixes acessórios no pecíolo, conformação do sistema vascular do pecíolo, forma da nervura principal, presença e ausência de glândulas foliares, bem como a forma dessas estruturas. As glândulas calicinais diferem das foliares por apresentarem superfície secretora irregular, recoberta por cutícula espessa que se solta da epiderme pelo acúmulo da secreção. Nas demais características, as glândulas são semelhantes. Os testes histoquímicos detectaram grânulos proteicos, polissacarídeos e lipídios nas glândulas das espécies analisadas, evidenciando secreção de natureza mista. Este estudo comprovou a utilidade de dados anatômicos para os estudos de taxonomia em espécies de Banisteriopsis, indicando ser isso uma ferramenta promissora para a família Malpighiaceae como um todo.Item Anatomia e ultraestrutura de sítios de síntese de óleo essencial e cultivo de vitroplantas de Polygala paniculata L(Universidade Federal de Viçosa, 2017-03-31) Nery, Lays Araújo; Ventrella, Marília Contin; http://lattes.cnpq.br/2950247504676816Polygala paniculata is a medicinal species, whose root extract is used in the treatment of dislocations, trauma and ophidian accidents, therapeutic properties corroborated by science. The medicinal characteristic of plants is usually related to the presence of secretory structures specialized in the synthesis, accumulation and secretion of compounds with therapeutic activity. There are reports of trichomes, cavities and secretory cells of essential oils in P. paniculata. However, little is known about the development, chemical composition and secretory process of these structures. Species with medicinal value have been the target of different biotechnological techniques such as in vitro cultivation, with a view to maximizing the production of bioactive compounds. Species respond in different ways to the manipulation of in vitro conditions, such as light quality, gelling agents and sucrose concentration, which can result in changes in the quality of the plants and, consequently, the secretion produced. Thus, the present study aimed to (1) identify and analyze the development and secretory sites of essential oils; (2) to investigate the subcellular aspects and mechanisms of synthesis, accumulation and release of secretion; (3) Compare the ultrastructural aspects between the identified secretory sites and (4) to evaluate the effects of manipulation of in vitro conditions (light quality, gelling agents and sucrose concentration) on the leaf anatomy of P. paniculata. Polygala paniculata presents three secretory sites of essential oils: trichomes in leaves and stems, cavities in leaves and cortical cells in roots. The development of trichomes and cavities involves the process of programmed cell death. Trichomes, cavities and cortical root cells have the secretion composed of essential oils. The subcellular characteristics of the secretory structures studied are similar and are related to the chemical nature of the secretion. In the in vitro culture, the factors evaluated altered the leaf morphoanatomy of P. paniculata. Fluorescent lamp treatments induced the development of seedlings and the anatomical differentiation similar to that observed in ex situ plants. Treatments with sucrose concentration of 30 g L -1 in agar in 15 gL -1 in Phytagel induced increase in leaf thickness by increasing the cell volume of epidermal cells, lacunar parenchyma and reduction of intercellular spaces. The present study elucidated the structural and viiimechanism of the secretion of essential oils in P. paniculata. The effect of the in vitro conditions on the growth and foliar anatomy of the species can appreciate and subsist to improve in protocols of in vitro cultivation of the species.Item Anatomia foliar como subsídio para taxonomia de Chamaecrista Moench com ênfase na seção Apoucouita (Leguminosae - Caesalpinioideae)(Universidade Federal de Viçosa, 2015-02-26) Coutinho, Ítalo Antônio Cotta; Meira, Renata Maria Strozi Alves; http://lattes.cnpq.br/8637076268996861Chamaecrista Moench (Leguminosae, Caesalpinioideae, Cassieae, Cassiineae) inclui mais de 330 espécies. A presença de estruturas secretoras é um dos parâmetros utilizados para a circunscrição das seis seções do gênero, no entanto, tal circunscrição não é corroborada pelos estudos filogenéticos. A anatomia foliar de Chamaecrista tem se mostrado uma importante ferramenta, corroborando inclusive as novas circunscrições taxonômicas baseadas em dados moleculares. Dentre as várias estruturas secretoras descritas para o gênero Chamaecrista, coléteres foram mencionados em algumas das espécies estudadas. Entretanto um estudo comparativo da diversidade e importância taxonômica dessas estruturas no gênero Chamaecrista ainda não foi realizado. Dentre as seções de Chamaecrista, poucos estudos têm investigado a seção Apoucouita que inclui espécies com glândulas no pecíolo/raque e no racemo denominadas de nectários. No entanto, tal caracterização demanda estudos complementares como análise da presença de açúcar e análises histoquímicas. Embora estudos moleculares tenham se mostrado úteis para a separação e delimitação de grupos taxonômicos, caracteres morfológicos são necessários para reconhecimento das espécies tanto em campo quanto em herbário e nestes casos a morfoanatomia foliar é uma alternativa promissora. Os materiais foram processados conforme metodologia usual de microscopia de luz e varredura utilizados em estudos anatômicos. O trabalho foi organizado em três capítulos. No capítulo I a presença e a diversidade de coléteres em folhas e flores em desenvolvimento de espécies do gênero Chamaecrista, foram avaliadas. Foram descritos seis tipos de coléteres: “club-shaped”, “racket-shaped”, “long bottle-shaped”, “short bottle-shaped”, “long digitiform” e “short digitiform”. As análises histoquímicas confirmaram a presença de proteínas totais, polissacarídeos totais, mucilagens e lipídeos na secreção dos coléteres. O tipo e posição dos coléteres corroboram as novas circunscrições com base em estudos moleculares propostas para Chamaecrista. No capítulo II procedeu-se o estudo anatômico das glândulas do pecíolo/raque para verificar se tais estruturas correspondem a nectários como descrito na literatura. Foram observados 13 tipos de nectários extraflorais (NEF) para Chamaecrista, os quais podem ser impressos, sésseis ou pedunculados, com superfície secretora côncava, plano/truncada ou convexa. Embora variações morfológicas tenham sido observadas, a estrutura anatômica e a composição química da secreção foram similares para todos os tipos de NEF. A formação de periderme de cicatrização em NEFs mais velhos é um fato inédito para Chamaecrista, uma vez que não foi relatada para as outras seções do gênero. O capítulo III aborda a morfoanatomia das folhas de espécies de C. seção Apoucouita com vistas verificar a utilidade dessas características para fins taxonomicos. O arranjo do sistema vascular no pecíolo/raque, tipo de mesofilo, idioblastos mucilaginosos na face adaxial e abaxial da epiderme, contorno das paredes periclinais das células epidérmicas (reto na adaxial e sinuoso na abaxial) e posição e tipo de estômato, (hipoestomática e paracítico- laterocíclico, respectivamente) foram caracteres comuns a todas as espécies da seção Apoucouita. A presença e posição de papilas na epiderme e a posição e tipo de NEF são caracteres promissores quanto à taxonomia de algumas das espécies do gênero.Item Anatomical, Morphophysiological and Molecular Characterization of Brazilian Species of Cleomaceae(Universidade Federal de Viçosa, 2021-08-27) Parma, Daniele de Freitas; Nesi, Adriano Nunes; http://lattes.cnpq.br/7123531098285561Cleomaceae is one of the 17 families of the order Brassicales, which comprises 26 genera and about 270 species. This cosmopolitan family has a great morphological and physiological diversity and due it is a sister group of Brassicaceae, to which the model plant Arabidopsis is inserted, it has been the subject of studies in several areas. However, despite being a promising family, there are few species characterized, so far only 15 have been physiologically characterized. Thus, this work aimed to characterize species of Cleomaceae occurring in Brazil. In this sense, visits to herbariums and collections were carried out in various regions in order to better understand the identity, ecology and distribution of each species. Thus, 22 species were sampled. Morphological and molecular characterization, based on five markers, showed that the Tarenaya series are monophyletic (Chapter 1) and that T. siliculifera is morphologically distinct from the species of the genus, so the recognition of a new monotype genus has been proposed (Chapter 2). In addition, we characterized the 22 species in terms of genome size, molecular phylogeny, anatomical, biochemical, and physiological characteristics (Chapter 3). In addition to determining the photosynthetic parameters, biochemical analyzes were performed on the leaves throughout the day (Chapter 4). Interestingly, the C 3 species groups exhibit clear variation in anatomical, physiological and biochemical parameters, suggesting a large natural variation among these species. Furthermore, unrecognized variation in leaf structure and physiology within the species studied indicates varying degrees of development of the C 3 -C 4 photosynthetic mechanism. Furthermore, the Brazilian Cleomaceae accessions characterized here exhibit a high genetic diversity and may represent different stages of development of the photosynthetic mechanism from C 3 to C 4 . Regarding the characterization of the sexual type of each flower (Chapter 5), the 20 morphospecies formed three four groups of sexual expression: andromonoicia, hermaphrodites, and polygamous. In addition, dichogamy and distyly were also observed, however, the species studied are self-compatible. Finally, a compilation of all available information about Cleomaceae is carried out in Chapter 6 in order to identify the characteristics of each group and indicate the advances in each area with the family. Keywords: Cleoserrata. Gynandropsis. Molecular phylogeny. Photosynthesis. Tarenaya.Item Anthropogenic impacts on Cerrado conservation and biodiversity and carbon restoration of Atlantic Forest(Universidade Federal de Viçosa, 2021-09-17) Coelho, Alex Josélio Pires; Meira Neto, João Augusto Alves; http://lattes.cnpq.br/6783365200809913Anthropogenic interventions are considered as the main threats to biodiversity conservation and ecosystem services provided by natural biomes. The land-use and conversion of these biomes for human survival causes environmental changes from the local scale to the landscape scale. These changes are responsible for the reduction and isolation of plant populations, the extinction and substitution of species in the remaining communities, and for changes in ecosystem functions, including carbon stock, which is important for mitigating climate change. However, anthropogenic impacts on biodiversity conservation of Cerrado and Atlantic Forest restoration, two Brazilian hotspots for biodiversity conservation in the world, remains poorly studied. Therefore, this thesis has five main objectives, distributed in five chapters: (i) to evaluate whether giant earthworm extraction in the Cerrado affects soil characteristics and plant species composition; (ii) to understand how chronic anthropogenic disturbances affect the diversity and functional composition of plants in the Cerrado; (iii) to verify if the Atlantic forest recovers its biodiversity and carbon stock in areas previously occupied for eucalyptus plantation; (iv) to evaluate the influence of several factors on the recovery of diversity and carbon of the Atlantic Forest; and (v) to understand how several factors act in the assembly of communities in forests of secondary growth of the Atlantic forest. For this, 12 fragments of Cerrado stricto sensu with different levels of disturbances and inserted in different landscapes and 42 areas in natural regeneration after the last eucalyptus cut in an Atlantic Forest region were sampled. In the first capture we found changes in soil chemical characteristics and plant species compositions because giant earthworm extraction, which causes revolving in the soil. In the second capture, we saw that the giant earthworm extraction and other chronic anthropogenic disturbances on a local or landscape scale decrease functional evenness and alter the functional composition of plants in the Cerrado. In the third capture we showed that the Atlantic Forest recovers biodiversity and carbon naturally after long-term eucalyptus plantation, that there are co-benefits between carbon conservation and biodiversity, and that shade-tolerant species and dispersed by animals are the most important in second-growth forest carbon stock. Inthe fourth capture we found that the management intensity and isolation decrease the second- growth biodiversity and carbon. Finally, in the fifth capture we showed that patch and landscape configuration are main responsible for the assembly of plant communities in areas in regeneration of the Atlantic Forest. Thus, we offer theoretical knowledge about anthropic impacts on the conservation of the Cerrado and in the restoration of the Atlantic Forest, which can serve as a basis for initiatives aimed at minimizing these impacts and increasing the efficiency in the conservation and restoration of these biomes. Keywords: Forest restoration. Biodiversity. Carbon stock. Land-use.Item Arsenic hyperaccumulation in Pityrogramma calomelanos (L.) Link (Pteridaceae): morphophysiological mechanisms of tolerance(Universidade Federal de Viçosa, 2014-12-12) Campos, Naiara Viana; Azevedo, Aristéa Alves; http://lattes.cnpq.br/6170651160514007Arsenic (As) is a metalloid ubiquitously distributed in the environment. The presence of As in drinking water is a serious health problem in many countries due to its genotoxic and mutagenic effects. The cleanup of contaminated water and soils requires the use of appropriate remediation techniques to prevent possible impacts on the ecosystems. As- hyperaccumulating ferns provide the possibility of developing cost-effective, and ecofriendly As phytoremediation programs. Pteris vittata L. was the first As hyperaccumulating fern described, and has been widely studied. Pityrogramma calomelanos L. (Link) is a less known hyperaccumulating fern that grows naturally in As-contaminated sites. This study aimed to characterize the morphoanatomical and physiological mechanisms involved in As accumulation and tolerance in P. calomelanos. Three experiments (E1, E2 and E3) were performed using ferns at different stages of development and exposed to As (E1: 1 mM As; E2-E3: 1, 10, and 30 mM As) for two (E2) or three (E1 and E3) weeks. Arsenic was supplied as a solution of sodium arsenate and was added to Hoagland’s nutrient solution (1/2 strenght). Plants grown in solution without As were used as control. The chlorophyll (chl) a fluorescence was evaluated by Imaging-PAM fluorometer (E2) and Mini-PAM portable fluorometer (E3; only dark parameters), and the chl content was estimated by portable chlorophyll meter (SPAD) in E1. At the end of the experiments, plants were sampled for physiological (E1 and E3), microscopic (E2), chemical (E1-E3) and micro-energy dispersive X-ray fluorescence spectrometry (μ-EDXRF) (E1 and E3) analyses. Pityrogramma calomelanos showed a high potential to As uptake, translocation and accumulation. Arsenic concentrations in fronds ranged from 3000 to 12000 mg kg-1 dry weight (DW) and was higher in E3. Plants exposed to 1 mM As (E1), ferns accumulated As mainly in pinnae (75 % as arsenite), whereas roots and stipes showed similar As contents (95 % and 74 % as arsenate, respectively). Arsenic partition was similar between E1 and E2, whereas in E3, stipes and roots showed As concentrations higher than those found in pinnae at 10 and 30 mM As in solution. Arsenic reduced the P concentrations in ferns of E1, but not in those from E2 and E3. In E1, As reduced the content of K, Fe and Mg, and the translocation of K and S. Arsenic did not change chl content in plants from E1 and E3, however, differences were observed in chl a fluorescence of plants exposed to 10 and 30 mM (E2). Ferns showed reduction in DW of pinnae at 30 mM As (E2), and apical and marginal necrosis in old fronds at 10 and 30 mM As (E2 and E3). In an anatomic view, these ferns (E2: 10-30 mM As) showed increase in phenols (healthy pinna areas) and tissue disruption mainly in the pinnule margins and near the secondary veins (necrotic pinna areas). Arsenic induced slight alterations in the radicular system (E2), such as progressive darkening of the root, detachment of border-like cells, increase in cell wall thickness and accumulation of granular compounds in cortical cells at 30 mM As. The μ-EDXRF analysis confirmed that As was preferentially located in apical and marginal regions of pinnules and around the veins. Pityrogramma calomelanos showed an efficient antioxidant defense system, as observed by the increase in the activities of antioxidant enzymes (E1 and E3) and increase in non-protein thiols (E1), phenols (E2 and E3), and other scavenging molecules (E3), especially in pinnae. At extremely high As concentrations (e.g. 30 mM As) these protective mechanisms became inefficient, increasing the concentration of oxygen reactive species and culminating in lipid peroxidation in fronds (E3). Roots exposed to 1 mM As also showed increase in lipid peroxidation. In E3, As accumulation promoted reduction or maintenance of metabolites associated with central carbon metabolism (e.g. glucose) and increased the total concentration of amino acids and proteins. Amino acids up-regulated by As were associated with S metabolism, photorespiration, osmoprotection and secondary metabolite biosynthesis. Altogether, these findings indicate that P. calomelanos can be successfully used for remediation of moderate As-contaminated sites. Adult plants with higher biomass (e.g. 5-7 fronds - E3) are preferable due to their higher potential to extract As from the medium. Experiments with low-dose and long-time exposures (chronic exposure) are needed to clarify the dose-response-mediated mechanisms of As-tolerance in P. calomelanos, in order to improve its performance in the field. The harvesting of plants as soon as the appearing of visual symptoms, such as necrosis and shriveling of young fronds, can also improve the phytoremediation efficiency.Item Aspectos taxonômicos de Sapium Jacq. e Stillingia L. (Euphorbiaceae Juss.): contribuições da anatomia e ultraestrutura(Universidade Federal de Viçosa, 2023-01-13) Ávila, Analu Zanotti; Meira, Renata Maria Strozi Alves; http://lattes.cnpq.br/9517029935039372Hippomaneae é uma tribo de Euphorbiaceae com aproximadamente 30 gêneros e 330 espécies. A delimitação dos táxons de Hippomaneae apresenta discordâncias e um dos fatores que explica isso são caracteres florais morfologicamente homogêneos entre as espécies. Caracteres anatômicos foliares, em especial das estruturas secretoras aplicados aos estudos taxonômicos contribuem para auxiliar na delimitação infragenérica em diversos gêneros de Euphorbiaceae. Apesar dos progressos no entendimento da tribo, algumas dúvidas persistem entre alguns grupos, dentre eles Sapium Jacq. e Stillingia L., dois dos cinco maiores gêneros de Hippomaneae, comumente confundidos entre si. Esses gêneros são relevantes objetos de estudo para investigar caracteres anatômicos das folhas, com a inclusão da caracterização das glândulas, o que pode contribuir para a circunscrição de táxons. O estudo anatômico das glândulas foliares mostra-se como importante evidência morfológica para distinção de espécies em Euphorbiaceae e ainda há muito a ser explorarado. Dentre essas estruturas, laticíferos são emblemáticos em Euphorbioideae. Laticíferos são responsáveis pela produção e armazenamento de látex que possui constituição química diversa e atua na cicatrização de lesões e proteção contra herbivoria. Sapium glandulosum (L.) Morong é conhecida popularmente como leiteiro, devido a exsudação de látex esbranquiçado e volumoso quando ocorre ferimento. Amostras de folhas de exsicatas provenientes de herbários nacionais e internacionais foram submetidas a técnicas usuais de microscopia de luz e os dados gerados foram analisados por similaridade. Este estudo proveu caracteres úteis na distinção dos gêneros avaliados e um aprofundamento no conhecimento acerca da tipologia e atividade biológica dos laticíferos em Sapium. A similaridade anatômica observada entre Stillingia peruviana D.J. Rogers e as espécies de Sapium deve ser considerada em trabalhos taxonômicos futuros para avaliar o posicionamento desta espécie. Dados anatômicos exclusivos sobre glândulas de Sapium e Stillingia foram gerados. Palavras-chave: Estruturas secretoras. Anatomia vegetal. Laticíferos. Látex.Item Avaliação anatômica e ultraestrutural de Coffea arabica L. em resposta ao boro e ao cobre(Universidade Federal de Viçosa, 2016-02-26) Jezler, Caroline Nery; Ventrella, Marília Contin; http://lattes.cnpq.br/8002147340941724O Brasil é o maior produtor mundial de café, e o café arábica (Coffea arabica L.) é o mais apreciado pelos países consumidores. Minas Gerais destaca-se como principal estado produtor de café no país, mas suas lavouras apresentam diferentes situações nutricionais, principalmente no teor de micronutrientes, como B e Cu. Condições de deficiência e excesso de nutrientes podem ocasionar o aparecimento de sintomas macroscópicos característicos e prejudicar a produção. Mesmo quando os sintomas macroscópicos não ocorrem, as plantas podem apresentar “fome ou toxidez oculta”, observados apenas anatômica e ultraestruturalmente, ou por avalição do estado nutricional. Sendo assim, objetivou-se avaliar os efeitos de doses de deficiência e excesso de B e Cu sobre os aspectos macroscópicos, anatômicos e ultraestruturais e avaliar o estado nutricional dos cafeeiros cultivados em sistema hidropônico. O cafeeiro pode ser considerado mais tolerante ao excesso de B do que à deficiência, pois sob condições de deficiência menor quantidade de B chega aos ápices caulinares pelo xilema (via apoplasto), o que promove uma série de alterações morfoanatômicas e ultraestruturais nas plantas. A deficiência de B, causa primariamente, alteração na síntese de pectinas durante a formação de novas paredes celulares de primórdios foliares em expansão. Essa alteração desencadearia uma série de processos até a abscisão foliar e, finalmente, morte do meristema apical. Além disso, a destruição dessas regiões associadas à síntese de auxina (AIA) provocaria um desbalanço hormonal em toda a planta e, nas raízes, os níveis inadequados de AIA causariam diferenciação precoce de células e tecidos, formação de raízes ramificadas e encurtadas, até necrose do ápice radicular. Assim, o evento final da deficiência de B seria a diminuição da área do sistema radicular e do potencial de absorção de água e nutrientes. Como ocorre brotação após a abscisão dos órgãos em expansão sob deficiência de B, sugere-se que também ocorra retranslocação deste nutriente pelo floema (via simplástica), das folhas mais velhas para folhas mais novas. O acúmulo de B nas folhas mais novas após a brotação corrobora com essa possibilidade. Em contrapartida, a alteração dos cloroplastos é o sintoma ultraestrutural primordial da deficiência ou do excesso de Cu em folhas de cafeeiros, o que reforça a importância desse nutriente no processo fotossintético. Porém, o atraso no surgimento de sintomas morfoanatômicos da deficiência e do excesso de Cu em cafeeiros pode ser consequência do acúmulo deste nutriente nas raízes e da retranslocação para as folhas mais novas, favorecendo a manutenção de concentrações adequadas na planta.Item Biological invasion by Acacia spp. in the Brazilian Atlantic Forest(Universidade Federal de Viçosa, 2018-04-20) Heringer, Gustavo; Neri, Andreza Viana; http://lattes.cnpq.br/2987814964691327Climate change, habitat degradation, and biological invasion are among the most factors threaten biodiversity. These factors, besides affect biodiversity and ecosystem directly, can act synergistically and promote deeper environmental changes. Therefore, in this thesis, we proposed to study the causes and consequences of biological invasion by Acacia genus. In the first chapter, we investigate the effects of biological invasion by Acacia spp., fire and eucalyptus disturbance, and land-use on a neglected sandy-savanna ecosystem named Mussununga; in the second, we tested the effects of landscape functioning and structure in the Acacia invasion in Mussununga ecosystem; and finally, assessed the potential distribution of Acacia mangium and A. auriculiformis in five climate scenarios and the potential effects in restoration programs. We found in the first chapter that Acacia promoted changes in the structure and phytophysiognomie of the woody layer, but did not affect the herb-shrub layer. On the other hand, anthropogenic factors affected both woody and herb-shrub layer. In the second chapter, we found that in a fragmented landscape with the higher road network, Mussununga has a higher chance to be invaded by Acacia. Shape index had a negative effect in Acacia invasion, while the length of roads, Mussununga size, Mussununga perimeter, length of highways and landscape conductance had a positive effect. Finally, in the third chapter, we found A. mangium has a large suitable area in all scenarios, while A auriculiformis is confined to a relatively small region of 13,083 km 2 (± 3.39 SD). In the low greenhouse gas emissions scenario (RCP 2.6), the suitable area for A. mangium expanded from the current scenario of 18.4% of the Atlantic Forest to 24.0% in the year 2050, while, achieved around 44,3% of the Atlantic Forest area in the worse scenarios (RCP 8.2, in 2070). Still in the scenarios with higher climatic change, the suitable area for A. mangium overlapped around 39.3% of the potential area for restoration programs, in Atlantic Forest.Item Bixa orellana L. (Bixaceae): uma espécie potencial fitoindicadora de flúor na atmosfera(Universidade Federal de Viçosa, 2022-04-29) Gomes, Thamires Fernanda; Silva, Luzimar Campos da; http://lattes.cnpq.br/8485445344009365O flúor (F) liberado durante a manufatura de alumínio, fertilizantes, vidros e cerâmicas, é considerado altamente tóxico para as plantas, causando danos em concentrações relativamente baixas. O objetivo deste estudo foi avaliar as respostas promovidas pelo F em Bixa orellana, em curto e longo prazo, após o fim da exposição ao poluente. As plantas foram submetidas à chuva simulada contendo concentrações crescentes de F. Durante o experimento foram realizadas análises visuais, e ao final, foram coletadas amostras foliares para análises em microscopia de luz, microscopia eletrônica de varredura, teste para morte celular, quantificação de pigmentos fotossintéticos, de F, bixina, fitohormonios e enzimas antioxidantes, além de análise de trocas gasosas. Após o 6° dia a aplicação da chuva foi interrompida, e as plantas ficaram sob monitoramento. Durante o monitoramento, foram realizadas análises visuais. Completados 85 dias de experimento, foram coletadas amostras foliares para quantificação de F e biomassa, além de análise de trocas gasosas. Ocorreram cloroses, necroses, encarquilhamento foliar e alterações na estrutura anatômica das plantas expostas ao F. As folhas apresentaram tricomas glandulares flácidos, células epidérmicas atrofiadas, células do parênquima clorofiliano e laticíferos plasmolisados. Houve redução nos parâmetros fotossintéticos e no teor de pigmentos fotossintéticos. O estresse causado pelo F promoveu o aumento da atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD) e peroxidase (POX). A concentração dos fitohormonios Ácido Salicílico (SA) e Ácido Aminociclopropano Carboxílico (ACC) aumentou durante o estresse, já a concentração de bixina nas folhas não foi alterada. Após 85 dias sem aplicação de F, as cloroses progrediram em extensão e evoluíram para necroses. Folhas adultas e jovens apresentaram alto teor de F em relação ao controle, além de redução nos valores da taxa fotossintética (A), condutância estomática (gs) e queda na produção de biomassa. Os sintomas apresentados indicam que B. orellana é sensível ao F, podendo ser indicada como espécie fitoindicadora de F na atmosfera em possíveis programas de biomonitoramento. Concluímos ainda que, após 85 dias sem exposição ao F, não houve respostas de recuperação aos danos provocados pelo poluente. Palavras-chave: Alterações anatômicas. Urucum. Bixina. Poluição do ar. Hormônios.Item Bixin biosynthesis in annatto (Bixa orellana L.) leaves cultured in vitro: influence of irradiance, spectral light quality and the methyltransferase inhibitor 5-azacytidine(Universidade Federal de Viçosa, 2019-02-25) Faria, Daniele Vidal; Otoni, Wagner Campos; http://lattes.cnpq.br/5350053305517459Annatto (Bixa orellana L.) is an important functional food and the unique exploited source for the production of natural dye bixin and norbixin, widely used in the food, pharmaceutical, cosmetic textile and othes industries. The bixin are produced in all plant tissues and accumulated in secretory structures, enabling use the in vitro tissue culture for micropropagation and study of the bixin pathway in the other tissues. However, its biosynthesis pathway and regulation are still not well understood. The genes carotene cleavage dioxygenase (CCD4), aldehyde dehydrogenase (ALDH) and SABATH family methyltransferase (SABATH) are involved with the bixin biosynthesis, since they are overexpressed in immature seeds and are related to carotenoids and apocarotenoids accumulation. Treatments with demethylating agents, such as 5-azacytidine (5-AZA) were previously related to an increased production of secondary compounds and used to study secondary metabolism pathways in plants. The light are characterized by irradiance, wavelength or quality and direction, all these factor can influence in development, growth and in several physiological processes such as in the production of plant secondary metabolites in vitro. Aiming to study the influence of DNA demethylating compound on the bixin pathway in B. orellana cv. Piave Vermelha leaves, we evaluated for the first time the effect of 5-AZA in the global methylation, the expression of some bixin pathway candidate genes, as well as the bixin content, chlorophylls and total carotenoids in the leaves of B. orellana in vitro grown plants. The temporary exposure of shoots apexes cultured in vitro to the demethylating compound 5-AZA did not affect the genome global methylation, chlorophylls and total carotenoid content in leaves of B. orellana. However, plants submitted to 5-AZA showed downregulation of SABBATH family genes and increased the bixin content in the leaves, suggesting that this methyltransferase inhibitor can direct regulate the biosynthesis pathway and the production of bixin in B. orellana. In addition, aiming to study the influence of different light conditions in the in vitro culture of B. orellana, we analysed for the first time the effect of irradiance and light quality on shoot apexes cultured in vitro. The number of leaves per plant, stomatal density, leaf area and leaf expansion, chlorophylls, total carotenoids, malondialdehyde (MDA) and bixin content were analysed in the leaves of B. orellana ‘Piave Vermelha’ and ‘UESB74’ cultured in vitro. The fist produces 1.6-fold more bixin in leaves than the latter and visibly higher bixin content in the seeds. The stomata cells in the leaves of both cultivars were in paracytic arrangement, whit peltate trichomes predominant along the adaxial and abaxial surfaces of the leaf. For in vitro culture of ‘Piave Vermelha’ the blue/red LED light was the best, on the other hand for ‘UESB74’, the culture in fluorescent light is indicared, if the use fluorescent light is chosen for both varieties, are indicated the irradiance of 50 μmol m -2 s -1 is the must recommented. This work opens perspectives about the regulation of the pathway and the heterogeneity of the biosynthesis pathway of bixin.Item ‘Campo de altitude’: climate changes in time and space(Universidade Federal de Viçosa, 2023-11-14) Gorsani, Rodrigo Gomes; Neri, Andreza Viana; http://lattes.cnpq.br/4093208097959746The Campos de Altitude are habitats restricted to a narrow eco-orographic strip within the Atlantic Forest domain, which is one of the world's biodiversity hotspots.Campos de Altitude are found along the mountain tops of southeastern and southern Brazil, particularly in the Mantiqueira and Mar Mountains ranges. They generally occur above 2000m in the Southeast region of Brazil, while in the southern regions, their elevation drops to around 1000m. Between 120,000 years before the present (ky BP) and 100 ky BP, the planet underwent its last glacial maximum (LGM), a period during which the average annual temperature was up to 10°C lower than today. This led to a prevalence of grassland vegetation across central Brazil, while forests were restricted to lowlands. Recent decades have seen significant anthropogenic global changes, resulting in various impacts on vegetation. These responses include shifts in geographic distribution, alterations in community composition and dominance, increased extinction risk for mountaintop species, and altitudinal migrations. Biological invasion is one anthropogenic impact that may be exacerbated by climate change, posing a significant threat to areas with high endemism. Beyond its rich biodiversity, Campos de Altitude also provide essential ecosystem services such as soil stabilization, maintenance of hydrological properties, and carbon storage. In this context, our objectives were to contribute to the understanding of climate change's impacts on the geographical distribution of Campos de Altitude in the Serra do Mar and Mantiqueira mountain ranges under future global climate change scenarios (Chapter 1). We also aimed to investigate the potential richness of invasive species in areas predicted to be suitable for Campos de Altitude under the same future scenarios (Chapter 2). Lastly, we explored the possible paleodistribution of Campos de Altitude during various climatic periods of the Quaternary to determine when and if a connection existed between Campos de Altitude and the Andean Mountains (Chapter 3). The future projections unmistakably indicate a significant decline in areas both climatically and topographically suitable for Campos de Altitude during the 21st century, with substantial losses in nearly all future scenarios. By 2050, the results indicate considerable losses in suitable area (>=95%), with total extinction in other scenarios by 2070. We also identified a potential richness of invasive species of 35 in the current time, and this number is expected to remain closer this in the higher elevation areas of Campos de Altitude in future scenarios. Furthermore, we found evidence of a potential historical connection between the Andean mountain range and Campos de Altitude through the Cerrado and the southern Amazonian forest approximately 18,000 years before the present. These findings illustrate that Campos de Altitude are a product of climatic changes during the Quaternary period, and at the same time, climate change poses the most significant threat to the future of Campos de Altitude. Keywords: High altitude grassland; Global climate change; Species distribution modelling; Biological Invasion; QuaternaryItem Caracterização fisiológica e metabólica de diatomáceas cultivadas sob diferentes concentrações de silício e nitrogênio(Universidade Federal de Viçosa, 2014-08-11) Machado, Mariana Fonseca; Nesi, Adriano Nunes; http://lattes.cnpq.br/9807973930254738A crescente busca por fontes altenativas de energia impulsiona as pesquisas ligadas a cadeia produtiva de biocombustíveis. Neste contexto, as microalgas podem ser utilizadas como fonte de biomassa alternativa às plantas terrestres. Entre os grupos de microalgas encontrados na natureza as diatomáceas têm recebido grande atenção devido ao acúmulo de lipídeos neutros e produção de lipídeos raros que muitas espécies deste grupo apresentam. Estudos recentes com diatomáceas têm demonstrado que estresses causados por deficiência nutricional podem estimular a biossíntese de lipídeos. O nitrogênio é um dos principais nutrientes cuja disponibilidade esta relacionada com a biossíntese de lipídeos em microalgas. Entretanto, apesar dos efeitos positivos dessa limitação, os mecanismos que levam a reprogramação metabólica em face de limitação de N promovendo a biossíntese de lipídeos ainda são muito pouco conhecidos em diatomáceas. Assim, com intuito de estudar o comportamento de diatomáceas foi realizado um experimento utilizando duas cepas de diatomáceas do gênero Nitzschia sp. BR006 e BR022, cultivadas em meios com 0, 5, 26 e 107 mM de N utilizado no meio BG11, comumente utilizado no cultivo de microalgas. Após a instalação do experimento uma caracterização detalhada de parâmetros fisiológicos e análise metabolômica e lipidômica foi realizada nas fases de adaptação, logaritimica e estacionária. Posteriormente, análises multivariadas revelaram que diferenças metabólicas e fisiológicas entre as duas cepas. As maiores alterações foram encontradas entre o tratamento controle (107 mM de N) e no sem N para cada cepa. Nas células cultivadas sem N (0 mM de N) foram observadas diminuição da taxa de crescimento e das taxas fotossintéticas para ambas cepas, sendo que em BR006 foram encontradas mais alterações. Foi constatado a diminuição de aminoácidos de cadeia ramificada, leucina, isoleucina e valina, quando o cultivos foi realizado na ausência de N, assim como o aumento dos intermediários da via glicolítica e de intermediário do ciclo TCA. No metabolismo de lipídeos pode-se observar aumento de TAGs e diminuição dos lipídeos de membrana como MGDGs e DGDGs nos cultivos sem N. Deve-se ressaltar no entanto, que as alterações foram menos pronunciadas em BR022, evidenciando que esta cepa faz melhor reaproveitamento do N em situações de deficiência. Em um segundo experimento, objetivando o desenvolvimento de meios alternativos a base de água residuária da indústria petrolífera, duas cepas de diatomáceas, Cyclotella sp. BR021 e Nitzschia sp. BR022, foram cultivadas emmeios com diferentes concentrações de ureia e silicato de sódio. Para encontrar as concentrações de uréia e silicato necessárias para maior crescimento e produção de lipídeos utilizou-se um delineamento composto central rotacional (DCCR). Obeservou-se que o silicato de sódio foi importante para o crescimento das duas cepas, sendo que em maiores concentrações deste nutriente foram obtidas as maiores quantidades de biomassa seca. Quanto a produção de lipídeos verificou-se diferentes respostas entre as duas cepas testadas. A BR021 apresentou maior produção de lipídeos em menores doses de N associadas a altas doses de silicato. Enquanto que BR022 não apresentou diferença significativa com as doses de ureia utilizadas e baixas doses de silicato estimularam o acúmulo de lipídeos. Tomados em conjunto podemos concluir que estresses nutricionais podem ser uma forma importante para estimular acúmulo de lipídeos, que são a matéria prima para produção de biodiesel. Ao mesmo tempo, os experimentos realizados sugerem que a água residuária pode ser utilizada como uma fonte viável de nutrientes para o cultivo de diatomáceas em escala industrial. Além de reduzir o custo a utilização de água de efluentes permite e dando um destino ecologicamente correto ao rejeito.Item Caracterização morfoanatômica, histoquímica e expressão de genes SERK durante a embriogênese somática em Bixa orellana L. (Bixaceae)(Universidade Federal de Viçosa, 2013-06-14) Matos, Elyabe Monteiro de; Otoni, Wagner Campos; http://lattes.cnpq.br/4168324165465681O objetivo do presente estudo foi analisar o processo de embriogênese somática a partir de embriões zigóticos imaturos de Bixa orellana L. (Bixaceae) sob aspectos morfoanatômicos e histoquímicos, além de análises moleculares da expressão de genes SERK. Embriões zigóticos imaturos foram colocados em meio MS suplementado com 2,26 μM de 2,4-D, 4,52 μM de cinetina e 0,1 % de carvão ativado. O início da embriogênese somática foi observado após 10 dias no meio de indução, com divisões celulares alterando o eixo embrionário e os cotilédones. Após 20 dias, foram notados embriões somáticos em estádio globulares iniciais, originados da protoderme dos embriões zigóticos, limitados por cordões de compostos fenólicos na camada abaixo da protoderme. Aos 52 dias do início da indução embriogênica, embriões somáticos em estádios iniciais, tardios e secundários foram observados. Análises histoquímicas demonstraram a mobilização de reservas durante o processo. Foram observados carboidratos totais no embrião zigótico durante o início do processo embriogênico, porém, compostos lipídicos não foram notados nessa fase. Corpos proteicos estavam presentes no embrião zigótico após 15 dias de indução. Análises moleculares durante a embriogênese somática levaram à clonagem e identificação de três possíveis membros da família SERK (BoSERK1, BoSERK2 e BoSERK3). Análises filogenéticas das proteínas indicaram que o agrupamento dos diferentes membros SERK ocorre de acordo com a função desempenhada na planta. Experimentos de hibridização in situ comprovaram a expressão de SERK em células do tecido vascular e da epiderme nos embriões zigóticos imaturos. Sinal de intensidade variável foi observado nos embriões somáticos em diferentes fases de desenvolvimento, desde globulares a cotiledonares. Os resultados do presente trabalho esclarecem os processos morfoanatômicos da embriogênese somática em B. orellana e contribuem com o primeiro registro da expressão de genes SERK para a espécie, subsidiando futuros estudos de expressão com mutantes.