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We evaluated the effects of isoforms of ammonium transporters (AMT) and amino acid transporters (AAT) on three rice varieties cultivated with different levels of ammonium (NH4+) and its biochemical responses. The rice varieties used were IAC-47 (improved), Manteiga and Piauí (landraces), cultivated under 0.2 mM NH4+ (low N, LN), 1 mM NH4+ (sufficient N, SN) or resupply with 1 mM of NH4+ after three days without nitrogen (N). When cultivated with LN, the Piauí variety presented a higher expression of AAT (Lysine-Histidine Transporter 4 (OsLHT4) and GABA Transporters (OsGAT1)) in roots, while Manteiga and IAC-47 presented higher expression of the Amino Acid Permease 1 (OsAAP1) and Ammonium Transporter 1.1 (OsAMT1.1), respectively. Additionally, Piauí had the higher expression of glutamine synthetase (OsGS1.1 and OsGS1.3) in shoots cultivated with LN or resupply. The Piauí variety displayed higher glutamine synthetase activity and amino acid content under resupply. Manteiga and Piauí presented a lower reduction in fresh weight of leaves and sheaths under LN compared to IAC-47. The results suggest that the improved variety IAC-47 is more efficient when cultivated with SN, while, under LN or resupply, the landrace varieties were superior. Overall, the molecular responses were different among the varieties, which may affected their nitrogen metabolism.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2023-01-02T13:49:18Z No. of bitstreams: 1 Bruno Ayron de Souza Aguiar.pdf: 3323667 bytes, checksum: 53ae3dc9cd7c77ff418c65b3202fb344 (MD5) Made available in DSpace on 2023-01-02T13:49:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruno Ayron de Souza Aguiar.pdf: 3323667 bytes, checksum: 53ae3dc9cd7c77ff418c65b3202fb344 (MD5) Previous issue date: 2021-08-31 Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq The consequences of predicted climate changes are highly worrying, considering that the dynamics of the herbaceous component of the caatinga strongly reflects the dynamics of rainfall. Thus, we question how these dry forests will tolerate future climate changes, as rainfall reductions of more than 30% are expected, increasing consecutive days of drought. Therefore, our work supports the general hypothesis that the simulated changes in the precipitation patterns of a caatinga fragment modify the herbaceous trade-off relationships, altering the resource allocation in the vegetative functional characteristics and in the time in which they occur. We selected annual herbaceous plants (Portulaca oleracea L. and Desmodium glabrum (Mill.) DC) and caatinga perennials (Talinum triangulare (Jacq.) Will. and Commelina benghalensis L.). The seeds of these herbaceous plants were collected at the end of the rainy season in a fragment of caatinga forest, located at the Experimental Station of the Instituto Agronômico de Pernambuco (IPA) in Caruaru, Pernambuco. After 10 days of seed germination in a BOD chamber, the seedlings were transferred to plastic bags measuring 250 cm2 in circumference, containing 3 kg of autoclaved soil from the same location. After 20 days of acclimatization in 100% of CC (field capacity) the rainfall simulation experiment (SC) was built with 4 species x 3 treatments (T) x 30 repetitions each, lasting one year, as follows: T1- SC of rainy years; T2- SC of years close to the historical average; T3-SC of dry years. For this, we used the historical record of the last 60 years of rainfall at the IPA, which underwent descriptive and interquartile statistical analysis to determine the rainfall intervals that allowed for grouping the years for the construction of these treatments. For the first chapter of this thesis we assume the hypothesis that extreme changes in precipitation modify the vegetative responses below and above ground, differently, between annual and perennial herbaceous species. Specifically, we answered the following questions: (i) What happens to vegetative growth and biomass allocation in annual and perennial grasses in the wet, medium and dry year simulation? (ii) Does the above-ground and below-ground biomass allocation, when water resource is limited, follow an “ideal partition” pattern? Annual species were more sensitive to rainfall variations, with drastic reductions in aboveground growth in the dry year simulation, while perennials continued to grow or showed a moderate reduction. In leaves, species reduce biomass, production and expansion in dry years, but invest in water content and longevity. Below ground, annuals exploit the water resources of the surface layer, and perennials, depending on the species, invest in root growth, accessing the resource in the underground layers during the dry years. If predicted reductions are confirmed, the direction of allocation of herbaceous biomass may follow a "functional balance". In the second chapter of the Thesis, we hypothesize that if the years become drier, herbaceous plants will reflect such variations with changes in the beginning and duration of their phenophases. We verified that leaf emission is seasonal, but in perennial species the event is close to uniformity, while it is highly seasonal in annual species. Dry years induce less sprouting and in a more concentrated form, in a few months in annual and perennial species, in addition to making the sprouting of a perennial species seasonal. Within the rainy season, leaf changes in annuals and perennials can be anticipated and intensified in the simulation of rainy years, contrary to what was observed in dry years, being late and less intense. Such temporal and structural responses may or may not be a result of efficient strategies for greater tolerance in vegetative growth responses in extremely dry or rainy years. As consequências das mudanças climáticas previstas são altamente preocupantes, considerando que a dinâmica do componente herbáceo da caatinga reflete fortemente a dinâmica das chuvas. Assim, questionamos como estas florestas secas irão tolerar as mudanças futuras do clima, pois são esperadas reduções de mais de 30% das chuvas, aumento de dias consecutivos de seca. Portanto, nosso trabalho admite a hipótese geral de que, as mudanças simuladas nos padrões de precipitação de um fragmento de caatinga, modificam as relações de trade-off das herbáceas, alterando a alocação de recursos nas características funcionais vegetativas e no tempo em que ocorrem. Selecionamos as herbáceas anuais (Portulaca oleracea L. e Desmodium glabrum (Mill.) DC) e perenes da caatinga (Talinum triangulare (Jacq.) Will. e Commelina benghalensis L.). As sementes destas herbáceas foram coletadas ao final da estação chuvosa em um fragmento de floresta de caatinga, localizada na Estação Experimental do Instituto Agronômico de Pernambuco (IPA) em Caruaru, Pernambuco. Após 10 dias de germinação das sementes em câmara de BOD, as plântulas foram transferidas para sacos plásticos com dimensões 250 cm2 de circunferência, contendo 3 kg solo de solo autoclavado do mesmo local. Depois de 20 dias de aclimatação em 100% da CC (capacidade de campo) foi construído o experimento de simulação das chuvas (SC) com 4 espécies x 3 tratamentos (T) x 30 repetições cada, com duração de um ano, sendo estes: T1- SC dos anos chuvosos; T2- SC de anos próximos à média histórica; T3- SC dos anos secos. Para isso, utilizamos o registro histórico dos últimos 60 anos das chuvas do IPA, que passaram por uma análise de estatística descritiva e interquartílica para determinar os intervalos de precipitação que permitiram agrupar os anos para construção destes tratamentos. Para o primeiro capítulo desta tese assumimos a hipótese de que mudanças extremas na precipitação modificam as respostas vegetativas abaixo e acima do solo, diferentemente, entre espécies herbáceas anuais e perenes. Especificamente, respondemos às seguintes questões: (i) O que acontece com o crescimento vegetativo e a alocação de biomassa em ervas anuais e perenes na simulação dos anos chuvoso, médio e seco? (ii) A alocação de biomassa acima e abaixo do solo, quando o recurso hídrico é limitado, segue um padrão de “partição ideal”? As espécies anuais foram mais sensíveis às variações de precipitação, com reduções drásticas no crescimento acima do solo na simulação de anos secos, enquanto as perenes continuaram crescendo ou mostraram uma redução moderada. Nas folhas, as espécies reduzem a biomassa, a produção e a expansão nos anos secos, mas investem no teor de água e na longevidade. Abaixo do solo, as anuais exploram os recursos hídricos da camada superficial, e as perenes, dependendo da espécie, investem no aumento de raízes, acessando o recurso nas camadas subterrâneas durante os anos de seca. Se as reduções previstas forem confirmadas, a direção de alocação da biomassa herbácea pode seguir um "equilíbrio funcional". No segundo capítulo da Tese, levantamos a hipótese que se os anos se tornarem mais secos, as plantas herbáceas irão refletir tais variações com mudanças no início e na duração de suas fenofases. Verificamos que a emissão de folhas é sazonal, porém em espécies perenes o evento é próximo à uniformidade, enquanto é altamente sazonal nas espécies anuais. Anos secos induzem menor brotação e de forma mais concentrada, em poucos meses nas espécies anuais e perenes, além de poder tornar sazonal a brotação de uma espécie perene. Dentro da estação chuvosa, as trocas foliares em anuais e perenes podem ser antecipadas e intensificadas na simulação de anos chuvosos, ao contrário do que foi observado em anos secos, sendo tardios e menos intensos. Tais respostas temporais e estruturais podem ou não ser um resultado de estratégias eficientes para uma maior tolerância nas respostas do crescimento vegetativo em anos extremante secos ou chuvosos.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2023-01-05T11:56:37Z No. of bitstreams: 1 Pamela Thais de Souza Silva.pdf: 1328805 bytes, checksum: a57249099985a63326653589114ce854 (MD5) Made available in DSpace on 2023-01-05T11:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pamela Thais de Souza Silva.pdf: 1328805 bytes, checksum: a57249099985a63326653589114ce854 (MD5) Previous issue date: 2021-04-28 Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq The genus Lippia belongs to the Verbenaceae family and has about 200 species distributed in South, Central America and Africa. The species Lippia alba (Mill.) N. E. Br. Ex P. Wilson is found in the Brazilian Northeast semiarid; its leaves are rich in essential oil and have proven antimicrobial and antioxidant activity, with relevance in the pharmaceutical and cosmetic industry. In this sense, micropropagation appears as a technique for in vitro multiplication of plants, where explants are introduced in a nutrient medium, which can be supplemented with substances known as elicitors, which aim at modulations in the growth and production of secondary metabolites in plants developed in vitro. Thus, the objective of this work was to evaluate the influence of the application of elicitors on in vitro development and on the production of secondary compounds in Lippia alba. Initially, young cuttings containing nodal segments were removed from parent plants and the process of asepsis started. Then, the nodal segments (1 cm) containing two lateral buds were inoculated in MS medium (Murashige & Skoog, 1962) with half the ionic strength. The explants were kept in a growth room at 25 ± 2 ° C and a 16-hour photoperiod. After the establishment phase, the plants were seeded and inoculated in pots, containing 50 mL of the semi-solid MS medium plus methyl jasmonate (0, 100, 200 and 300 μM L -1), chitosan or yeast extract in the concentrations of: 0, 200, 400 and 600 mg L -1, for 5 days or 10 days. After that period, the nodal segments (explants) were transferred to test tubes containing MS medium in the absence of the elicitor where they remained for 25 days and subsequently the biometric, biochemical, anatomical parameters and quantitative analysis of the essential oil were evaluated. The quantitative data of the experiment were submitted to ANOVA and compared by the Scott-Knott test at 5% probability. It was observed that the elicitation for 10 days affected the growth and development of the plants, and that the addition of 400 and / or 600 mg L-1 of chitosan and 400 mg L-1 of yeast extract for 5 days in the medium promoted the increase in plant height and leaf biomass. In addition, the plants elicited with chitosan showed a higher number of compounds in the essential oil profile compared to the other elicitors and to the control. In this context, for in vitro elicitation of L. alba we indicate the application of 400 and / or 600 mg L-1 of chitosan in the culture medium for 5 days, as these concentrations provided an increase in the growth of the plants, in addition to better strategies to produce secondary metabolites. O gênero Lippia pertence à família Verbenaceae e apresenta cerca de 200 espécies distribuídas na América do Sul, Central e na África. A espécie Lippia alba (Mill.) N. E. Br. ex P. Wilson é ocorrente no semiárido nordestino brasileiro, suas folhas são ricas em óleo essencial o qual apresenta atividade antimicrobiana e antioxidante comprovada, com relevância na indústria farmacológica e cosmética. Neste sentido, a micropropagação surge como uma técnica de multiplicação in vitro de plantas, por meio do qual os explantes são introduzidos em meio nutritivo, que pode ser suplementado com substâncias conhecidas como elicitores, que visam modulações no crescimento e na produção de metabólitos secundários nas plantas desenvolvidas in vitro. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da aplicação de elicitores no desenvolvimento in vitro e na produção de compostos secundários em Lippia alba. Para isso, inicialmente foi realizada a inoculação de segmentos nodais da espécie em meio MS (Murashige & Skoog, 1962) com metade da força iônica. Os explantes foram mantidos em sala de crescimento a 25 ± 2°C e fotoperíodo de 16 horas. Após a fase de estabelecimento, as plantas foram repicadas e inoculadas em potes, contendo 50 mL do meio MS semissólido acrescido de metil jasmonato (0, 100, 200 e 300 μM L-1), quitosana ou extrato de levedura nas concentrações de: 0, 200, 400 e 600 mg L-1, durante 5 dias ou 10 dias. Depois desse período os segmentos nodais (explantes) foram transferidos para tubos de ensaio contendo meio MS na ausência do elicitor onde permaneceram por 25 dias. Observou-se que a elicitação durante 10 dias afetou o crescimento e desenvolvimento das plantas, e que a adição de 400 e/ou 600 mg L-1 de quitosana e 400 mg L-1 de extrato de levedura por 5 dias ao meio promoveu o aumento da altura e biomassa foliar das plantas. Além disso, as plantas elicitadas com quitosana apresentaram maior número de compostos no perfil de óleo essencial em comparação aos outros elicitores e ao controle. Neste contexto, para elicitação in vitro de L. alba indicamos a aplicação de 400 e/ou 600 mg L-1 de quitosana no meio de cultivo por 5 dias, pois essas concentrações proporcionaram aumento no crescimento das plantas, além de melhores estratégias para a produção de metabólitos secundários.