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Dissertações |
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Maria Aparecida da Silva Leite
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“CARACTERÍSTICAS FOLIARES EM SEIS ESPÉCIES DO CERRADO DE AMPLA DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA”.
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Orientador : CRISTIANE DA SILVA FERREIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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CRISTIANE DA SILVA FERREIRA
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MICHELINE CARVALHO SILVA
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Davi Rodrigo Rossato
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CHRISTINA CLEO VINSON WILLIAMS
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Data: 23/03/2023
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A área foliar específica (SLA), a densidade e o tamanho dos estômatos são atributos que afetam as taxas de trocas gasosas nas plantas. Essas características podem variar entre espécies ou até entre indivíduos da mesma espécie ao longo de gradientes biogeográficos ou de recursos e indicam os padrões de adaptação das plantas ao seu ambiente. Neste estudo foram avaliadas as variações nas características da folha, na morfologia dos estômatos e na fotossíntese de seis espécies habitam um extenso gradiente latitudinal de savana. As plantas foram medidas na região de Boa Vista (RR), Brasília (DF) e Assis (SP) que abrangem cerca de 24º de latitude. Nesses locais foram amostradas folhas (5 plantas/espécie) de Bowdichia virgilioides, Byrsonima coccolobifolia, Curatella americana, Roupala montana, Casearia sylvestris e Xylopia aromática, para avaliar a fotossíntese máxima (Amax) e condutância estomática (gs), a SLA, a eficiência no uso da água (WUE), densidade estomática, largura e comprimento do estômato, largura do poro estomático. WUE e gs foram os caracteres que mais variaram (p>0.05) entre os indivíduos de uma mesma espécie que habitavam as áreas geograficamente distantes. O maior número de correlações significativas (p≤0.05) foi observada entre SLA e as características morfológicas dos estômatos (comprimento e/ou largura dos estômatos, largura do poro estomático), que sugere ajustes no balanço hídrico das espécies em nível local. Na análise ao longo do gradiente foi verificada a existência de correlações positivas entre SLA x densidade estomática (R2=0,717, p = 0,001), comprimento x largura do estômato (R2=0,874, p = 0.000), comprimento de estômato x comprimento do poro estomático (R2=0,636, p =0,005), Amax x gs (R2=0,474, p = 0,047), Amax x comprimento do poro (R2=0,568, p =0,014). Os resultados mostraram que embora ocorram variações locais nas características foliares, uma convergência pode ser observada em espécies de ampla distribuição ao longo do gradiente de savana. Em geral, os caracteres morfológicos se mostraram mais plásticos em relação aos caracteres fisiológicos estudados, o que pode ser considerado uma estratégia adaptativa importante para manter o equilíbrio das trocas gasosas e a economia de água por plantas nos diferentes ambientes de savana.
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Specific leaf area (SLA), density and size of stomata are attributes that affect gas exchange rates in plants. These characteristics may vary between species or even between individuals of the same species along biogeographic or resource gradients and indicate the patterns of adaptation of plants to their environment. In this study, variations in leaf characteristics, stomata morphology and photosynthesis of six species inhabiting an extensive latitudinal gradient of savannah were evaluated. Plants were measured in the region of Boa Vista (RR), Brasília (DF) and Assis (SP) covering approximately 24º latitude. In these locations, leaves (5 plants/species) of Bowdichia virgilioides, Byrsonima coccolobifolia, Curatella americana, Roupala montana, Casearia sylvestris and Xylopia aromatica were sampled to evaluate maximum photosynthesis (Amax) and stomatal conductance (gs), SLA, efficiency on water use (WUE), stomatal density, stomatal width and length, stomatal pore width. WUE and gs were the characters that varied the most (p>0.05) among individuals of the same species that inhabited geographically distant areas. The highest number of significant correlations (p≤0.05) was observed between SLA and the morphological characteristics of the stomata (length and/or width of the stomata, width of the stomatal pore), which suggests adjustments in the water balance of the species at the local level. In the analysis along the gradient, the existence of positive correlations between SLA x stomatal density (R2=0.717, p = 0.001), stomatal length x width (R2=0.874, p = 0.000), stomatal length x stomatal pore length was verified (R2=0.636, p=0.005), Amax x gs (R2=0.474, p=0.047), Amax x pore length (R2=0.568, p=0.014). The results showed that although there are local variations in leaf characteristics, a convergence can be observed in species with a wide distribution along the savannah gradient. In general, the morphological characters were more plastic in relation to the studied physiological characters, which can be considered an important adaptive strategy to maintain the balance of gas exchange and water saving by plants in different savannah environments.
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Ana Luísa Corsino
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" Cuphea pulchra Moricand: propagação e o potencial ornamental ".
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Orientador : TACIANA BARBOSA CAVALCANTI
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MEMBROS DA BANCA :
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TACIANA BARBOSA CAVALCANTI
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MICHELINE CARVALHO SILVA
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SARAH CHRISTINA CALDAS OLIVEIRA
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Ana Cecília Ribeiro de Castro
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Data: 13/06/2023
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A representatividade de espécies nativas no mercado de plantas ornamentais é escassa e a introdução de espécies nativas nesse mercado pode auxiliar a conservação de material genético dessas espécies pelo seu conhecimento, utilização e popularização. No Brasil, um baixo número de espécies nativas é encontrado em floriculturas e viveiros e este é um campo vasto para o desenvolvimento de novas pesquisas e estudos no que diz respeito ao cultivo, domesticação e propagação das espécies nativas voltadas para o uso ornamental. A partir de um ranqueamento de espécies de Cuphea seção Melvilla, uma seção do gênero que apresenta várias espécies notáveis pela beleza de suas flores, foi escolhida a espécie Cuphea pulchra Moricand (Lythraceae) para avaliação de seu potencial como planta ornamental para vaso devido aos seus atributos atenderem a vários critérios. Para a avaliação do potencial ornamental foi utilizado como base o “Índice Composto de Potencial Ornamental de Espécies Tropicais”, através do qual um conjunto de características desejáveis para potenciais espécies nativas ornamentais foi avaliado, incluindo a reunião de dados morfológicos, fenológicos, aspectos da interação da espécie com a fauna, rusticidade, entre outros. Com esta espécie foram explorados dados sobre formas de propagação e manejo, aspectos de grande importância para amparar um maior aproveitamento de espécies nativas no mercado de plantas ornamentais. Foram realizados testes de viabilidade e germinação de sementes, avaliação de comportamento para a produção de mudas em viveiro, testes de estaquia, teste de podas e aramação, e testes de substratos. Cuphea pulchra se mostrou uma planta rústica, resistente a altas temperaturas e baixa umidade, com beleza, viabilidade para cultivo e manejo, com grande potencial para ser incorporada no mercado de plantas ornamentais para vaso.
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The representability of native species in the ornamental plants market is scarce and the introduction of native species in this market can help the conservation of genetic material of these species by their knowledge, use and popularization. In Brazil, a low number of native species are found in floricultures and nurseries and this is a vast field for the development of new research and studies regarding the cultivation, domestication and propagation of native species for ornamental use. From a ranking of species of Cuphea section Melvilla, a section of the genus that presents several species notables for the beauty of their flowers, the species Cuphea pulchra Moricand (Lythraceae) was chosen for evaluation of its potential as an ornamental pot plant due to its attributes meeting several criteria. For the evaluation of the ornamental potential, the "Composite Index of Ornamental Potential of Tropical Species" was used as a basis, through which a set of desirable characteristics for potential native ornamental species was evaluated, including the gathering of morphological and phenological data, aspects of the interaction of the species with fauna, rusticity, among others. With this species, we explored data on ways of propagation and handling, aspects of great importance to support a greater use of native species in the ornamental market. Viability and seed germination tests, evaluation of behavior for seedling production in nurseries, cuttings tests, pruning and plant wiring tests, and substrate tests were performed. Cuphea pulchra proved to be a rustic plant, resistant to high temperatures and low humidity, with beauty, viability for cultivation and management, with great potential to be incorporated into the ornamental pot plant market.
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Mariana Oliveira Medeiros
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"MULTIPLICAÇÃO CLONAL E CONSERVAÇÃO IN VITRO DE ESPÉCIES DE BAUNILHA (Vanilla phaeantha Rchb. f. e V. planifolia Jack ex. Andrews)”.
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Orientador : JONNY EVERSON SCHERWINSKI PEREIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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JONNY EVERSON SCHERWINSKI PEREIRA
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SUELI MARIA GOMES
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Rosete Pescador
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ROBERTO FONTES VIEIRA
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Data: 23/08/2023
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A Baunilha ou Vanila é uma planta do gênero Vanilla pertencente à família Orchidaceae, e comporta aproximadamente 110 espécies, algumas em extinção. Apesar do Brasil apresentar condições favoráveis para o cultivo da baunilha, a produção é baixa e dispendiosa com as técnicas de propagação convencionais. A cultura in vitro se torna uma ferramenta viável podendo proporcionar a produção em larga escala de mudas, com economia de tempo e espaço, gerando mudas de qualidade e livres de doenças, além de proporcionar a criação de coleções de trabalho ou de germoplasma in vitro. Neste contexto, o presente trabalho busca aperfeiçoar técnicas e protocolos para a propagação in vitro de espécies do gênero Vanilla para produção de mudas em larga escala, além de estabelecer um protocolo para a conservação in vitro de acessos das espécies de baunilha em estudo. De início foi realizado o estabelecimento in vitro de explantes de acessos retirados de casa de vegetação, em meio de cultura básico MS. Devido a alta contaminação epifítica e endofítica, mesmo passados por processo de assepsia, os explantes passaram por processo de limpeza clonal com adição de Ampicilina Sódica, antibiótico de amplo espectro, ao meio de cultura. As bactérias presentes no cultivo do estabelecimento foram isoladas, extraídos os DNA e sequenciadas a partir da sequência 16S rRNA. Para a multiplicação clonal foram realizados três experimentos, o primeiro foi o teste de diferentes consistências de meio MS suplementado com 2 mg.L-1 de BAP (líquido, dupla-fase e semissólido), o segundo teste foi para identificar qual melhor recipientes de vidro (tubo de ensaio, frasco de 120 mL, 250 mL ou 550 mL) para multiplicação de espécies de baunilha em meio MS, e o terceiro foi para identificar qual melhor modelo de biorreator, com sistema de imersão temporária (RITA, Ralm ou BIT) e meio MS suplementado com 2 mg.L-1 de BAP, para multiplicação em larga escala de mudas. As mudas produzidas foram aclimatizadas em uma mistura de substrato comercial e fibra de coco, em BOD. Por último foi realizado um experimento para identificação do melhor carboidrato a ser utilizado no meio de cultura e a melhor temperatura para conservação de espécies de baunilha. Para isso foram testados dois tipos de carboidratos (sacarose e sorbitol) e suas combinações em meio MS, e três temperaturas (10, 20 e 25°C). A limpeza clonal com Ampicilina sódica resultou em uma redução significativa da carga bacteriana no cultivo comparado ao estabelecimento. O sequenciamento a partir do primer 16S rRNA mostrou possíveis identidades a nível de gêneros para as bactérias isoladas do estabelecimento. O meio dupla-fase se mostrou como a melhor alternativa para multiplicação das espécies, gerando maior número de brotações por explante. Não houve diferenças no desenvolvimento das brotações em diferentes recipientes, mostrando que a multiplicação in vitro de espécies de baunilhas pode ser otimizada. Dentre os modelos de biorreatores testados, o Ralm foi o que gerou melhores resultados na multiplicação clonal em larga escala de mudas, proporcionando maior número de brotações por explantes. A combinação de 15 g.L-1 de sacarose com 15 g.L-1 de sorbitol na temperatura de 20°C é a melhor condição para se conservar espécies de baunilha in vitro, proporcionando crescimento lento das brotações sem perder capacidade fotossintética.
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Vanilla is a member of the Orchidaceae family and comprising approximately 110 species, some of which are endangered. Although Brazil presents favorable conditions for vanilla cultivation, the production of quality plantlets is one of the bottlenecks in the production system. In vitro culture is a viable tool that can provide large-scale production of disease-free plantlets, saving time and space, and facilitating the establishment of work collections and in vitro germplasm. This study aimed to enhance techniques and protocols for the in vitro propagation of Vanilla species to achieve mass production of plantlets, as well as to establish a protocol for the in vitro conservation of the studied Vanilla accessions. Initially, accessions obtained from a greenhouse were subjected to in vitro establishment using a basic MS culture medium. Despite undergoing aseptic procedures, the explants exhibited high levels of endophytic contamination, necessitating a clonal cleaning process with the addition of ampicillin to the culture medium. Bacteria present during establishment were isolated, and their DNA was sequenced using the 16S rRNA gene. Clonal multiplication experiments were conducted, including testing different consistencies of MS medium (liquid, dual-phase, and semi-solid), identifying the most suitable glass containers (test tubes, 120 mL, 250 mL, or 550 mL flasks), and determining the optimal bioreactor model, including temporary immersion systems (RITA, Ralm, or BIT) for plantlets multiplication. The produced plantlets were acclimatized using a commercial substrate and coconut fiber mixture in a controlled environment. Finally, an experiment was conducted to determine the best carbohydrate and temperature for the in vitro conservation of Vanilla species. For this, two carbohydrates (sucrose and sorbitol) and their combinations were tested in MS medium, along with three temperatures (10°C, 20°C, and 25°C). It was observed that clonal cleaning with ampicillin significantly reduced bacterial contamination compared to the establishment stage. Sequencing of the 16S rRNA gene revealed potential bacterial identities from the isolated strains during establishment. The dual-phase medium proved to be the most effective for species multiplication, generating a higher number of shoots per explant. No significant differences were observed in shoot development and multiplication among the different flaks tested, demonstrating the potential for optimizing in vitro multiplication of Vanilla species. Among the tested bioreactor models, Ralm was the one that presented the best results for shoots multiplication, providing a greater number of shoots per explant. The combination of 15 g/L sucrose and 15 g/L sorbitol at a temperature of 20°C provided the best conditions for in vitro conservation of Vanilla species, facilitating slow shoot growth without compromising photosynthetic capacity of them
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Amanda Laís Jácome Monte
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Metabólitos extracelulares de Chlorella sorokiniana e seu potencial biotecnológico.
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Orientador : THOMAS CHRISTOPHER RHYS WILLIAMS
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MEMBROS DA BANCA :
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LETÍCIA JUNGMANN CANÇADO
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SARAH CHRISTINA CALDAS OLIVEIRA
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TALITA SOUZA CARMO
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THOMAS CHRISTOPHER RHYS WILLIAMS
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Data: 28/08/2023
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Microalgas são organismos fotossintéticos que realizam biofixação de CO2 e produzem compostos de alto valor agregado a partir da biomassa de seu cultivo. Existem espécies capazes de liberar metabólitos extracelulares com perspectiva de aplicação, porém, somente a biomassa é processada para obtenção desses produtos. Enquanto isso, grandes volumes de meios de cultivo permanecem inexplorados. A otimização dos meios de cultivo de microalgas, têm como foco as fontes de nitrogênio e a seleção de espécies mais promissoras, como a Chlorella sorokiniana. Portanto, o presente estudo teve como objetivo, analisar o impacto do cultivo em diferentes fontes de nitrogênio combinadas, na produção de compostos extracelulares. Foram utilizados quatro meios de cultivo, BG11 como controle; um meio com a principal fonte de nitrogênio sendo a Ureia (BGU), um meio com a principal fonte de nitrogênio sendo o nitrato de potássio (BGK) e um meio com três fontes de nitrogênio combinadas: ureia, nitrato de potássio e nitrato de amônio (BGCON). O crescimento das culturas foi monitorado por densidade óptica, contagem de células e pesagem da biomassa seca. A detecção dos compostos foi feita utilizando cromatografia gasosa acoplada com espectrometria de massas. Os metabólitos foram identificados por comparação dos espectros de massas utilizando a biblioteca NIST e quantificados utilizando o software MetAlign. O meio BGK apresentou maior densidade celular e produtividade de biomassa seca comparado ao controle (BG11). Um resultado esperado, visto que, altas concentrações de Nitrato de amônio podem inibir o crescimento da biomassa. É possível que seja esse o motivo pelo qual os meios que contêm Nitrato e nitrato de amônio (BG11, BGK e BGCON) possibilitaram um menor crescimento em relação ao meio BGU, no qual a principal fonte de N é a Ureia. A comparação dos meios por CG-EM detectou diferenças significativas em 30 compostos de um total de 752 picos cromatográficos detectados e 3 destes foram identificados. Os testes com os compostos dos meios nos quais a Ureia não está presente (BG11 e BGK), apresentaram 11 compostos com diferenças significativas de 599 analisados e 3 deles foram identificados. Do presente estudo, concluímos que C. sorokiniana tem potencial para produção de biomassa e de metabólitos extracelulares e futuramente esses compostos podem ser identificados, quantificados e possuir aplicações biotecnológicas.
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Microalgae are photosynthetic organisms capable of biofixing CO2 and producing high value compounds from the biomass in their cell growth. Some species are capable of releasing extracellular metabolites with potential applications, but only the biomass is processed to obtain these products. Meanwhile, huge volumes of cell growth-medium remain unexplored. Microalgae’s growth-medium optimization is focussed on nitrogen sources and the selection of most promising species, like Chlorella Sorokiniana. Therefore, the present study aimed to analyze the impact of C. Sorokiniana’s growth under a mixture of three nitrogen sources combined in the production of extracellular compounds. Four culture media were used: the species standard (BG11) as control; a culture with urea (BGU) as the main nitrogen source, a culture with potassium nitrate (BGK) as the main nitrogen source, and a culture with a mix of urea, potassium nitrate and ammonium nitrate (BGCON) as the main nitrogen source. Culture growth was monitored using optical density, cell Count and weighing the dry biomass. Compound detection was done using gas chromatography in conjunction with mass spectrometry. Metabolites were identified by comparing them to mass spectra using the NIST Research Library and were then quantified using the MetAlign software. The culture with BGK showed the highest cell density and dry biomass productivity when compared to the control (BG11). This is an expected result since ammonium nitrate in high concentrations may inhibit biomass growth. It is possible that this may be the reason why the media containing Nitrate and Ammonium Nitrate (BG11, BGK, and BGCON) allowed for slower growth compared to the BGU medium, in which Urea is the main nitrogen source. The comparison of medium by CG-EM detected significant differences in 30 compounds from a total of 752 founds, 3 of which were identified. Tests with compounds from no urea medium (BG11 and BGK) presented 11 compounds with significant differences from a total of 599 analyzed, of which 3 were identified. From this present study, it is concluded that C. Sorokiniana has the potential for the production of biomass and extracellular metabolites and in the future, further compounds may be identified, quantified and found to have biotechnological applications.
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Bruno Costa Val de Melo
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“ Triagem baseada na pegada metabólica de cepas de microalgas para a biorremediação de vinhaça de cana-de-açúcar ”.
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Orientador : THOMAS CHRISTOPHER RHYS WILLIAMS
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MEMBROS DA BANCA :
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Danilo de Menezes Daloso
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Adriano Nunes Nesi
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CRISTIANE DA SILVA FERREIRA
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THOMAS CHRISTOPHER RHYS WILLIAMS
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Data: 22/09/2023
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A vinhaça de cana-de-açúcar é um dos principais efluentes produzidos nas destilarias de etanol com cerca de 300 bilhões de litros produzidos anualmente no Brasil. Embora altamente poluente, sua diversidade de compostos orgânicos e nutrientes a torna uma matéria-prima com potencial para uso em biorrefinarias, com o objetivo de simultaneamente remediar esse efluente e produzir biomassa algal de alto valor agregado. Neste estudo, foram realizadas triagens com dez cepas de microalgas da Coleção de Microrganismos e Microalgas Aplicadas à Agroenergia e Biorrefinarias (CMMAABio), localizada na Embrapa Agroenergia (DF, Brasil), que foram avaliadas quanto à sua capacidade de crescer em vinhaça e de consumir seus componentes orgânicos e inorgânicos, resultando em sua remediação. Em seguida, as cepas Embrapa|LBA39 e Embrapa|LBA40 foram selecionadas para o cultivo em fotobiorreatores automatizados (FBRs). As triagens foram acompanhadas diariamente com base em medições de densidade óptica (DO). Análises comparativas de pegada metabólica foram realizadas utilizando técnicas de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e de cromatografia gasosa associada à espectrometria de massas (CG-EM) entre amostras coletadas no dia 0 e em diferentes dias de cultivo. Essas técnicas foram capazes de detectar, respectivamente, o teor de seis íons (cloreto, nitrato, malato, sulfato, fosfato e citrato), além de mais de 50 moléculas orgânicas, incluindo uma série de ácidos orgânicos, aminoácidos, álcoois, ácidos graxos e açúcares. Todas as cepas demonstraram indícios crescimento em vinhaça com pH ajustado para 7,0, e os resultados das análises de composição do meio de cultivo indicaram consumo significativo de metabólitos pela cepa Embrapa|LBA40 nas duas triagens realizadas, bem como redução do teor de fosfato em quatro das dez cepas. Esses dados, juntamente com a curva de crescimento de cada microalga, apontam para a seleção das cepas de microalgas Embrapa|LBA39 e Embrapa|LBA40 como candidatos a futuros processos de escalonamento dos volumes de cultivo.
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Sugarcane vinasse is one of the main effluents produced in ethanol distilleries, with approximately 300 billion liters generated annually in Brazil. Despite being highly polluting, its diversity of organic compounds and nutrients make it a potential raw material for use in biorefineries, with the aim of simultaneously remediating this effluent and producing high-value-added algal biomass. In this study, screenings were conducted with ten strains of microalgae from the Collection of Microorganisms and Microalgae Applied to Agroenergy and Biorefineries (CMMAABio), located at Embrapa Agroenergy (DF, Brazil). These strains were evaluated for their ability to grow in vinasse and consume its organic and inorganic components, resulting in its remediation. Subsequently, the strains Embrapa|LBA39 and Embrapa|LBA40 were selected for cultivation in automated photobioreactors (PBRs). The screenings were monitored daily based on optical density (OD) measurements. Comparative metabolic footprint analyses were performed using high-performance liquid chromatography (HPLC) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) techniques among samples collected on day 0 and on different cultivation days. These techniques were able to detect the content of six ions (chloride, nitrate, malate, sulfate, phosphate, and citrate), as well as more than 50 organic molecules, including a variety of organic acids, amino acids, alcohols, fatty acids, and sugars. All strains showed indications of growth in vinasse with a pH adjusted to 7.0, and the results of the medium composition analyses indicated significant consumption of metabolites by the Embrapa|LBA40 strain in both screenings, as well as a reduction in phosphate content in four out of the ten strains. These data, along with the growth curve of each microalgae, point towards the selection of microalgae strains Embrapa|LBA39 and Embrapa|LBA40 as candidates for future scalingup processes.
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LENY PAULA LISBÔA DE OLIVEIRA
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"Embriogênese somática em variedades de cacau (Theobroma cacao L.)".
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Orientador : JONNY EVERSON SCHERWINSKI PEREIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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JONNY EVERSON SCHERWINSKI PEREIRA
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SARAH CHRISTINA CALDAS OLIVEIRA
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PAULO CESAR POETA FERMINO JUNIOR
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THAIS ROSELI CORRÊA
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Data: 29/09/2023
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Introdução: O cacaueiro (Theobroma cacao L.), uma espécie lenhosa da família Malvaceae, é uma cultura de grande importância cultural e econômica no mundo, devido principalmente, à produção de chocolate. No entanto, cerca de 38% do cacau cultivado é perdido anualmente devido a pragas e doenças, e também, à dificuldade de armazenamento, graças à recalcitrância das sementes. Devido à base genética estreita e ao longo ciclo de vida, programas de melhoramento genético são demorados, o que torna necessário o desenvolvimento de métodos de propagação mais eficientes para a multiplicação de genótipos de interesse, como a embriogênese somática. Objetivo: O objetivo deste trabalho é desenvolver um protocolo otimizado de embriogênese somática em variedades de cacau, além de descrever e caracterizar anatomicamente diferentes tipos de calos e embriões somáticos obtidos durante as diferentes etapas do processo. Metodologia: Este estudo foi realizado na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, em Brasília-DF. Explantes formados por estaminoides foram coletados de flores de três plantas matrizes (752, 754 e 755) e cultivados em meios de cultura baseados na pesquisa de Li e colaboradores (1998), adicionado das citocininas cinetina e meta-Topolina nas concentrações de 0; 0,5 e 1,0 mg L-1, seguindo um delineamento experimental inteiramente casualizado em esquema fatorial triplo (3 genótipos × 2 citocininas × 3 concentrações). Os tratamentos foram formados por 5 repetições de 10 estaminoides cada. Resultados: No processo de embriogênese somática houve a formação de calos após duas semanas e o surgimento de embriões somáticos em dez semanas. Foram identificados e diferenciados dois tipos de calos durante a execução do experimento, denominados de granular e nodular. O genótipo “754”, no tratamento controle e no tratamento com adição de 1 mg L-1 de cinetina, destacou-se na taxa de formação de embriões somáticos. Durante a fase de desenvolvimento de embriões somáticos, verificou-se alta taxa de oxidação dos explantes, sobretudo daqueles oriundos do tratamento controle, o tratamento mais responsivo ao desenvolvimento de embriões. Conclusões: O estudo demonstrou a existência de variação genotípica na resposta da embriogênese somática em cacau. A oxidação dos calos não afetou a formação de embriões e a região basal do estaminoide é a mais responsiva. A adição das citocininas testadas não aumentou significativamente a geração de embriões somáticos. Portanto, o meio originalmente estabelecido por Li e colaboradores ainda pode ser usado como padrão comercial para genótipos como os estudados neste trabalho, não sendo necessária a adição das citocinina, apesar do relato em outros genótipos.
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Introduction: The cocoa tree (Theobroma cacao L.), a species of the Malvaceae family, is a crop of great cultural and economic importance in the world, mainly due to the production of chocolate. However, about 38% of the cultivated cocoa is periodically lost due to pests and diseases, and also, the difficulty of storage, due to the recalcitrance of the seeds. Due to narrow-based genetics and throughout the life cycle, genetic improvement programs are time-consuming, which makes it necessary to develop more efficient intelligence methods for the multiplication of genotypes of interest, such as somatic embryogenesis. Objective: The objective of this work is to develop an optimized protocol for somatic embryogenesis in cocoa varieties, in addition to describing and anatomically characterizing different types of callus and somatic embryos obtained during the different stages of the process. Methodology: This study was carried out at Embrapa Genetic Resources and Biotechnology, in Brasília-DF. Explants formed by staminoids were collected from flowers of three mother plants (752, 754 and 755) and cultivated in culture media based on the research by Li and collaborators (1998), with the addition of cytokinins kinetin and meta-Topolin in concentrations of 0; 0.5 and 1.0 mg L-1, following a completely randomized experimental design in a triple factorial scheme (3 genotypes × 2 cytokinins × 3 concentrations). The treatments were formed by 5 replications of 10 staminoids each. Results: In the process of somatic embryogenesis there was the formation of calluses after two weeks and the development of somatic embryos in ten weeks. Two types of calluses were identified and differentiated during the experiment, called granular and nodular. The “754” genotype, in the control treatment and in the treatment with the addition of 1 mg L-1 of kinetin, stood out in the rate of formation of somatic embryos. During a phase of somatic embryo development, a high rate of presentation of explants was treated, especially those originating from the control treatment, the treatment most responsive to embryo development. Conclusions: The study demonstrated the existence of genotypic variation in the somatic embryogenesis response in cacao. Callus delivery did not affect embryo formation and the basal region of the staminoid is the most responsive. The addition of test cytokinins did not significantly increase the generation of somatic embryos. Therefore, the medium originally established by Li and collaborators can still be used as a commercial standard for genotypes such as those studied in this work, not requiring the addition of cytokinins, despite the reports in other genotypes.
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VINICIUS LIMA TRINDADE
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" O efeito do adensamento de lenhosas na diversidade taxonômica, funcional e propriedades do solo em veredas ".
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Orientador : CASSIA BEATRIZ RODRIGUES MUNHOZ
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MEMBROS DA BANCA :
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NATASHI APARECIDA LIMA PILON
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CASSIA BEATRIZ RODRIGUES MUNHOZ
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DANIELA CRISTINA ZAPPI
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MARCELO FRAGOMENI SIMON
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Data: 16/10/2023
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Mudanças hídricas em wetlands têm sido responsáveis pelo adensamento de lenhosas. O adensamento de lenhosas tem gerado mudanças nesses ambientes, como redução na diversidade taxonômica, mudanças funcionais e no solo. Com isso, avaliamos as mudanças taxonômicas, funcionais e no solo em veredas sobre 14 anos de redução na disponibilidade hídrica e adensamento de lenhosas. Em transectos permanentes, em dois períodos com intervalo de 14 anos, quantificamos a diversidade taxonômica e funcional, as propriedades do solo, a profundidade do lençol freático e sua relação com o histórico de umidade do solo a partir de sensoriamento remoto nas veredas. Investigamos o efeito do aumento da profundidade do lençol freático, aumento da cobertura de lenhosas e mudanças nas propriedades do solo sobre a cobertura e riqueza de espécies. Constatamos o aumento de cinco a sete vezes na cobertura de lenhosas. A composição florística de lenhosas aumentou de 21,4% a 28,9%. Houve redução em 15,8% a 35,2% na riqueza de espécies assim como na diversidade taxonômica. Atrelado a isso, houve redução na diversidade funcional, convergindo para uma comunidade com características mais aquisitivas. A profundidade do lençol freático aumentou de 20 a 60 cm. As propriedades do solo mudaram, com ênfase aos teores de matéria orgânica, que aumentou em duas a 14 vezes. As mudanças na riqueza e cobertura de espécies foram relacionadas ao aumento da matéria orgânica e profundidade do lençol freático. As veredas sobre efeito de mudanças hidrológicas e cobertura de lenhosas apresentaram mudanças abióticas e bióticas consideráveis em 14 anos. Essas mudanças podem interferir nos serviços ecossistêmicos intrinsecamente associados a esses ambientes, principalmente relacionados aos recursos hídricos do Cerrado. Nossos achados são o ponto de partido para o manejo e restauração desses ambientes em contexto de mudanças.
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: Changes in water availability in wetlands have led to woody plant encroachment. This process has resulted in changes to these environments, such as reduced taxonomic and functional diversity and alterations in soil properties. This study assessed the taxonomic, functional, and soil changes in wetlands over 14 years due to reduced water availability and woody plant encroachment. In permanent transects over a 14-year interval, we quantified taxonomic and functional diversity, soil properties, groundwater depth and its relationship with historical soil moisture using remote sensing in wetlands. We investigated the effect of increased groundwater depth, woody vegetation cover, and changes in soil properties on species cover and richness. We observed a five to seven-fold increase in woody vegetation cover. The floristic composition of woody vegetation increased from 21.4% to 28.9%. There was a 15.8% to 35.2% reduction in species richness and taxonomic diversity. At the same time, functional diversity decreased, leading to a community with more acquisitive traits. Groundwater depth increased from 20 to 60 cm. Soil properties changed, especially organic matter content, which increased two to 14 times. Changes in species richness and cover were related to increased organic matter and groundwater depth. The wetlands with changing hydrological properties and woody vegetation cover exhibited considerable abiotic and biotic changes over 14 years. These changes may affect the ecosystem services these environments provide, mainly concerning the water resources in the Cerrado biome. Our findings serve as a starting point for managing and restoring these environments in the context of ongoing changes.
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Karina Shizue Gadelha Kubota
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"Delimitação taxonômica das espécies do Complexo “Piper aduncum” (Piperaceae)".
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Orientador : MICHELINE CARVALHO SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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GEORGE AZEVEDO QUEIROZ
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CASSIA BEATRIZ RODRIGUES MUNHOZ
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DANIELA CRISTINA ZAPPI
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MICHELINE CARVALHO SILVA
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Data: 26/10/2023
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Características morfológicas vegetativas têm sido empregadas na distinção taxonômica de espécies do gênero Piper, mas a variação no tamanho, forma e indumento das partes vegetativas resulta na criação de complexos de espécies sem delimitação clara entre si. No Brasil, algumas espécies que ocorrem no Cerrado, como Piper aduncum L., P. corintoanum Yunck., P. flavicans C.DC., P. fuligineum Kunth, P. gaudichaudianum Kunth, P. hispidinervum C.DC., P. macedoi Yunck. e P. malacophyllum (C. Presl) C.DC. são muito confundidas devido a semelhança morfológica e estão incluídas no Complexo “Piper aduncum”. Nesse trabalho foi feita a filogenia do grupo utilizando marcador ITS em conjunto á características morfológicas, análise morfométrica e microscopia eletrônica de varredura (MEV) com o objetivo de esclarecer a identidade taxonômica destas espécies. Foram examinadas sete espécies do Complexo “Piper aduncum”, 181 espécimes para as análises, e 294 sementes. A análise mostrou que não é possível distinguir todas as espécies entre si utilizando somente as características morfológicas ou morfométricas possuindo sobreposição entre todas as espécies. Porém na morfometria três grupos foram formados. O Primeiro grupo denominado (g) incluiu todos os espécimes de P. gaudichaudianum e foi caracterizado por folhas sem extensão basal e espigas curvas. O segundo grupo denominado (f/fl/mc) formado com todos os indivíduos de P. fuligineum, P. flavicans e P. macedoi foi caracterizado pela presença de extensão basal foliar e espigas eretas. O terceiro grupo denominado (a/co/hi/ma) incluiu todos os indivíduos de P. aduncum, P. corintoanum, P. hispidinervum e P. malacophyllum e foi caracterizado pelas folhas com extensão basal e espigas curvas. Os resultados aqui apresentados culminam em um tratamento taxonômico de delimitação das espécies incluindo nota para a sinonimizarão de P.corintoanum para P.aduncum
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Morphological vegetative characteristics have often been used in the taxonomic distinction of species within the Piper genus, but variation in size, shape, and indumentum of vegetative parts has led to the creation of species complexes with unclear boundaries. In Brazil, some species occurring in the Cerrado, such as Piper aduncum L., P. corintoanum Yunck., P. flavicans C.DC., P. fuligineum Kunth, P. gaudichaudianum Kunth, P. hispidinervum C.DC., P. macedoi Yunck., and P. malacophyllum (C. Presl) C.DC., are often confused due to their morphological similarity and are included in the “Piper aduncum” Complex. In this study, we investigated the phylogeny of the group using the ITS marker in conjunction with morphological characteristics, morphometric analysis, and scanning electron microscopy (SEM) of seeds in order to clarify the taxonomic identity of these species. 181 specimens of the seven species of the Complex were used for the analyses, and 294 seeds were examined. The analysis revealed that it is not possible to distinguish all the species solely based on morphological or morphometric characteristics, as there is overlap among all the species. However, three internal groups were formed. The first group, denoted as (g), included all specimens of P. gaudichaudianum and was characterized by leaves without basal extensions and curved spikes. The second group, denoted as (f/fl/mc), comprised all individuals of P. fuligineum, P. flavicans, and P. macedoi and was characterized by the presence of basal leaf extensions and erect spikes. The third group, denoted as (a/co/hi/ma), included all individuals of P. aduncum, P. corintoanum, P. hispidinervum, and P. malacophyllum and was characterized by leaves with basal extensions and curved spikes. The results presented here culminate in a taxonomic treatment of species delimitation including note for the synonymization of P.corintoanum to P.aduncum.
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Ana Gabriela Pinheiro de Souza
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Chave de múltiplo acesso de folha e madeira de espécies arbóreas do Cerrado s.l. e discriminação da madeira utilizando a espectroscopia de infravermelho próximo.
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Orientador : JULIA SONSIN OLIVEIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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CAROLYN ELINORE BARNES PROENCA
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CLAUDIA FRANCA BARROS
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JULIA SONSIN OLIVEIRA
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ROBELIO LEANDRO MARCHÂO
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Data: 11/12/2023
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Importante para o conhecimento científico, a identificação de espécies pode ser utilizada em levantamentos florestais e caracterização de vegetações. Para que ocorra a determinação de uma espécie, são utilizadas chaves de identificação dicotômicas e denteadas, que podem exigir alto nível de detalhamento e conhecimento botânico, já as chaves de múltiplo acesso requerem um menor número de características para se chegar a uma identificação. Ainda existem regiões no Brasil que são encontradas poucas chaves de identificação de espécies arbóreas com o uso de caracteres vegetativos, a exemplo do bioma Cerrado. Outra forma de discriminação de espécie é com a utilização da Espectroscopia do Infravermelho Próximo (NIRS), que funciona como um método rápido e não destrutivo. O presente trabalho tem o objetivo de criar uma chave de identificação de múltiplo acesso e uma interativa com caracteres anatômicos macroscópicos de madeira e folha para a distinção de 25 espécies do Cerrado. Além de utilizar o NIRS como um método de discriminação de sete espécies arbóreas de Cerrado. Para isso, foram coletadas amostras de ramos com 4 cm de diâmetro de espécies de árvores do Cerrado, em quatro áreas de coleta no Distrito Federal. As amostras de folha e madeira dos ramos foram descritas. A chave de identificação foi criada com o auxílio do software Excel com as características macroscópicas de madeira e folha, que pode facilitar e agilizar a identificação até mesmo em campo. Para o NIRS foram coletados os espectros da madeira de sete indivíduos - Blepharocalyx salicifolius (Kunth) O.Berg, Bowdichia virgilioides Kunth, Copaifera langsdorffii Desf., Dalbergia miscolobium Benth., Didymopanax macrocarpus (Cham. & Schltdl.) Seem., Machaerium opacum Vogel e Ouratea hexasperma (A.St.-Hil.) Baill. Essa é a primeira chave de identificação de múltiplo acesso que é produzida para espécie de árvores do cerrado. Como esperado, as diferenças anatômicas macroscópicas das madeiras e das folhas foram suficientes para a distinção das 25 espécies presentes na chave, entretanto, foi necessário produzir uma chave menor para as espécies Kielmeyera coriacea e Kielmeyera speciosa que não puderam ser separadas na primeira parte. Para o NIRS, foi possível discriminar as sete espécies com a análise LDA em conjunto de modelos estatísticos, sendo o plano transversal lixado teve a melhor acurácia (99%). O resultado da PLS-DA foram satisfatórios para o plano transversal lixado em cinco amostras, Ouratea hexasperma teve um melhor resultado na casca e Dalbergia miscolobium no plano transversal não lixado. Assim, o NIRS é uma boa opção para a discriminação de espécies de árvores do cerrado com espectros coletados em ramos, diminuindo o tratamento da amostra para a identificação.
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Important for scientific knowledge, species identification can be used in forest surveys and vegetation characterization. To determine a species, dichotomous and jagged identification keys are used, which can require a high level of detail and botanical knowledge, whereas multiple access keys require a smaller number of characteristics to reach an identification. There are still regions in Brazil where there are few keys for identifying tree species using vegetative characteristics, such as the Cerrado biome. Another way of discriminating between species is to use near-infrared spectroscopy (NIRS), which is a fast and nondestructive method. The aim of this study was to create a multiple-access identification key and an interactive key with macroscopic anatomical characteristics of wood and leaves to distinguish 25 species from the Cerrado. In addition, NIRS can be used to discriminate between the seven Cerrado tree species. To this end, 4 cm diameter branch samples were collected from Cerrado tree species in four collection areas in the Federal District and Goiás. The leaf and wood samples from the branches are described. The identification key was created using Excel software with the macroscopic characteristics of the wood and leaf, which can facilitate and speed up identification, even in the field. For NIRS, the wood spectra of seven individuals were collected - Blepharocalyx salicifolius (Kunth) O.Berg., Bowdichia virgilioides Kunth, Copaifera langsdorffii Desf., Dalbergia miscolobium Benth., Didymopanax macrocarpus (Cham. & Schltdl.) Seem., Machaerium opacum Vogel and Ouratea hexasperma (A.St.-Hil.) Baill. This is the first multiple-access identification key to be produced for the Cerrado tree species. As expected, the macroscopic anatomical differences in the wood and leaves were sufficient to distinguish the 25 species in the key, but it was necessary to produce a smaller key for Kielmeyera coriacea and Kielmeyera speciosa, which could not be separated in the first part. For NIRS, it was possible to discriminate the seven species with LDA analysis in conjunction with statistical models, with the sanded transverse plane having the best accuracy (99%). The PLS-DA results were satisfactory for the sanded transverse plane in five samples; Ouratea hexasperma had a better result in the bark and Dalbergia miscolobium in the non-sanded transverse plane. Thus, NIRS is a good option for discriminating Cerrado tree species with spectra collected from branches, thereby reducing the sample processing required for identification.
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THAUAN MARTINS LELIS
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"Aperfeiçoamento da diferenciação de embriões somáticos e m palma de óleo e avaliação anatômica e da expressão de genes envolvidos com a hiperhidricidade durante a regeneração de plantas".
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Orientador : JONNY EVERSON SCHERWINSKI PEREIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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DIEGO ISMAEL ROCHA
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JONNY EVERSON SCHERWINSKI PEREIRA
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ROBERT NEIL GERARD MILLER
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SUELI MARIA GOMES
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Data: 14/12/2023
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O objetivo do trabalho foi aperfeiçoar o protocolo de embriogênese somática de um híbrido interespecífico de palma de óleo (Elaeis oleifera x E. guineensis) desenvolvido em sistema bifásico, a partir da melhoria das etapas de diferenciação e regeneração das plantas. Em um segundo experimento, fram verificadas as diferenças morfológicas, anatômicas e histoquímicas de embriões somáticos normais e hiperhídrios de palma de óleo submetidos aos tramentos com ácido giberélico (AG3). Após obtenção destes resultados, serão avaliadas proteínas e genes diferentemente expressos em embriões somáticos hiperhídricos ou não em vias de regeneração. Para tal, foram utilizados explantes foliares imaturos de palma de óleo do genótipo B351733, já inoculado em 2016 em meio de cultivo semissólido, suplementado com 30 g/L de sacarose e 450 μM de Ácido 4-amino-3,5,6-tricloropicolínico (Picloram), além de 2,5 g/L de carvão ativado. Para multiplicação, os calos formados nos explantes foliares foram colocados em novo meio de multiplicação, constituído pelo meio de cultura semissólido de MS suplementado com 30 g/L de sacarose, 5 μM de Picloram, 20 μM de 2-isopenteniladenina (2iP) e 2,5 g/L de carvão ativado, por 90 dias. Após 3 meses, os calos foram transplantados para placas de petri com meio de cultivo semissólido de MS suplementado com sacarose 30 g/L, 1 g/L de caseína, 0,25 g/L de glutamina, aspargina, arginina e cisteína, além de 2,5 g/L de carvão ativado e três concentrações de AG3 (0, 0,5 e 1,0 mg/L), onde ficaram por 210 dias. Os embriões somáticos diferenciados que germinaram foram transferidos para o meio líquido de regeneração, o qual foi composto pelo meio de MS com metade dos sais, suplementado com 30 g/L de sacarose, 1,0 g/L de caseína hidrolizada, 0,25 g/L de glutamina, aspargina, arginina e cisteína, 1,0 g/L polivinilpolipirrolidona (PVP) e duas concentrações de ácido indolbutírico (AIB): 1,5 e 11 mg/L. Por fim, análises de fidelidade genética foram realizadas para verificação de variação somaclonal por meio da técnica de ISSR com as folhas das plantas que foram regeneradas. Para as análises morfológicas, anatômicas e histoquímicas, embriões somáticos que estavam em meio de MS suplementado com 1,0 mg de AG3 e apresentando aspecto normal (Nm) e hiperhídrico (Hh) foram fotografados e emblocados em historesina e corados com azul de toluidina, Lugol e Xilidine Ponceau. Para análises proteômicas e de expressão gênica, embriões somáticos normais e hiperhídricos do tratamento controle e do tratamento com maior quantidade de AG3 foram aleatorizados e congelados rapidamente em nitrogênio líquido. Os embriões somáticos foram macerados e armazenados a -80ºC para extração de RNA. Um total de 19 genes potencialmente envolvidos na hiperhidricidade foram selecionados a partir da literatura e primers foram desenhados utilizando o software Primer3plus. Três réplicas biológicas de cada condição foram utilizadas para extração do RNA por meio de Trizol (Invitrogen) e purificado em coluna RNAeasy. Após a purificação, foi feita a síntese do cDNA utilizado para análise de RT-qPCR em termociclador 7300 96-well Real-Time PCR Systems (Applied Biosystems). Os genes canditatos foram selecionados por meio da literatura, escolhendo aqueles que apresentavam possível causa da hiperhidricidade. Os resultados obtidos até o momento mostraram que o tratamento com 1,0 mg/L de AG3 propocinou um aumento na taxa de diferenciação (86,2%) e também na germinação (38,4%) de embriões somáticos. Apesar de ser o melhor tratamento, o surgimento da anormalidade da hiperhidricidade foi verificada na etapa de diferenciação e formação de embriões somáticos. Todavia, a análise de risco relativo, ainda sim, apresenta uma maior proporção de formação de embriões somáticos em decorrência de embriões anormais. Os embriões que germinaram e foram para meio líquido apresentaram uma porcentagem de enraizamento maior no tratamento com 11 mg/L de AIB (37%), quando comparado a taxa de enrzaimamento do meio com menor quantidade de auxina (20%). Num segundo momento, verificou-se que os meios suplementados com AIB apresentaram embriogênese somática secundária. Os resultados sugerem a alta capacidade de produção de plantas clonais do híbrido interespecífico de Elaeis oleifera × E. guineensis - B351733 mediante a suplementação do meio de cultivo com o AG3 nas etapas de diferenciação de calos e também na etapa de germinação de embriões. Acerca da análise de fidelidade genética, é possível perceber que aconteceram algumas mudanças somaclonais, em 4 das 30 plantas analisadas. Os resultados das análises morfoanatômicas e histoquímicas mostraram que houve maior quantidade de embriões somáticos Nm diferenciados por explante, com taxa de germinação próxima do zero nos embriões somáticos Hh. Adicionalmente, verificou-se maior acúmulo de proteínas e amido nos embriões somáticos Nm, quando comparado aos Hh. Verificou-se ainda que em embriões somáticos Nm as reservas proteicas estavam localizadas mais na região proximal (eixo embrionário), enquanto que o amido teve suas reservas acumuladas mais na região distal dos embriões somáticos. Os embriões somáticos Hh não apresentaram reservas de amido e observou-se que maior quantidade de espaços intercelulares, em relação ao embrião somático Nm. Entretanto, alguns embriões somáticos Hh apresentaram características histoquímicas semelhantes aos Nm, o que pode explicar a ocorrência de reversões do estado Hh para o Nm observadas neste trabalho. Os resultados revelaram que dos 19 genes, 17 apresentaram expressão gênica diferencial nos embriões hiperhídricos. Os genes envolvidos na resposta de estresse, metabolismo energético, defesa, transporte por membrana, regulação hormonal e desenvolvimento apresentaram-se regulados positivamente, com destaque para a síntese e transporte de etileno. A produção de etileno é comum em plantas sob estresse hídrico, que junto com as giberelinas, promovem o alongamento das plantas. O etileno também pode promover, em alguns casos, a abertura de canais de água, promovendo a hiperidrose nas plantas.sem parágrafo. Escrever aqui, sem parágrafo. Escrever aqui, sem parágrafo. Escrever aqui, sem parágrafo.
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The objective of this work was to refine the somatic embryogenesis protocol of an interspecific hybrid of oil palm (Elaeis oleifera x E. guineensis) developed in a biphasic system by improving the differentiation and regeneration stages of plants. In a second experiment, morphological, anatomical, and histochemical differences were examined in normal and hyperhydric somatic embryos of oil palm subjected to treatments with gibberellic acid (GA3). After obtaining these results, proteins and genes differentially expressed in hyperhydric or non-hyperhydric somatic embryos during regeneration will be evaluated. Immature leaf explants of oil palm genotype B351733, inoculated in 2016 on semisolid culture medium supplemented with 30 g/L sucrose, 450 μM Picloram, and 2.5 g/L activated charcoal, were used. For multiplication, calli formed on leaf explants were transferred to a new medium consisting of semisolid MS culture medium supplemented with 30 g/L sucrose, 5 μM Picloram, 20 μM 2-isopentenyladenine (2iP), and 2.5 g/L activated charcoal for 90 days. After 3 months, calli were transferred to Petri dishes with semisolid MS culture medium supplemented with 30 g/L sucrose, 1 g/L casein, 0.25 g/L glutamine, asparagine, arginine, and cysteine, and three concentrations of GA3 (0, 0.5, and 1.0 mg/L) and kept for 210 days. Differentiated somatic embryos that germinated were transferred to a liquid regeneration medium composed of half-strength MS medium supplemented with 30 g/L sucrose, 1.0 g/L hydrolyzed casein, 0.25 g/L glutamine, asparagine, arginine, and cysteine, 1.0 g/L polyvinylpolypyrrolidone (PVP), and two concentrations of indolebutyric acid (IBA): 1.5 and 11 mg/L. Genetic fidelity analyses were conducted to detect somaclonal variation using ISSR technique with leaves from regenerated plants. For morphological, anatomical, and histochemical analyses, somatic embryos cultured in MS medium supplemented with 1.0 mg/L GA3 displaying normal (Nm) and hyperhydric (Hh) characteristics were photographed, embedded in historesin, and stained with toluidine blue, Lugol's iodine, and Xilidine Ponceau. For proteomic and gene expression analyses, randomly selected normal and hyperhydric somatic embryos from the control and higher GA3 treatment were rapidly frozen in liquid nitrogen. Somatic embryos were macerated and stored at -80°C for RNA extraction. A total of 19 genes potentially involved in hyperhydricity were selected from the literature, and primers were designed using Primer3plus software. Three biological replicates of each condition were used for RNA extraction with Trizol (Invitrogen) and purified using RNAeasy columns. After purification, cDNA synthesis was performed for RT-qPCR analysis using a 7300 96-well Real-Time PCR Systems thermocycler (Applied Biosystems). Candidate genes were chosen based on the literature, selecting those possibly causing hyperhydricity. The results obtained so far showed that the treatment with 1.0 mg/L GA3 led to an increase in differentiation rate (86.2%) and germination (38.4%) of somatic embryos. Despite being the best treatment, the abnormality of hyperhydricity was observed during the differentiation and somatic embryo formation stage. However, the relative risk analysis still showed a higher proportion of somatic embryo formation due to abnormal embryos. Germinated embryos transferred to the liquid medium showed a higher rooting percentage in the 11 mg/L IBA treatment (37%) compared to the lower auxin concentration medium (20%). Furthermore, it was observed that media supplemented with IBA presented secondary somatic embryogenesis. The results suggest the high capacity for clonal plant production of the interspecific hybrid Elaeis oleifera × E. guineensis - B351733 by supplementing the culture medium with GA3 during callus differentiation and somatic embryo germination stages. Regarding the analysis of genetic fidelity, some somaclonal changes were observed in 4 out of 30 analyzed plants. Morpho-anatomical and histochemical analysis results showed a higher number of Nm somatic embryos differentiated per explant, with a germination rate close to zero in Hh somatic embryos. Additionally, a higher accumulation of proteins and starch was observed in Nm somatic embryos compared to Hh ones. It was also found that in Nm somatic embryos, protein reserves were located more in the proximal region (embryonic axis), whereas starch reserves accumulated more in the distal region of somatic embryos. Hh somatic embryos did not show starch reserves and exhibited a higher number of intercellular spaces compared to Nm embryos. However, some Hh somatic embryos exhibited histochemical characteristics similar to Nm, which might explain the occurrence of reversions from Hh to Nm states observed in this study. The results revealed that out of the 19 genes, 17 showed differential gene expression in hyperhydric embryos. Genes involved in stress response, energy metabolism, defense, membrane transport, hormonal regulation, and development were positively regulated, with a particular emphasis on ethylene synthesis and transport. Ethylene production is common in plants under water stress, which, along with gibberellins, promotes plant elongation. Ethylene can also, in some cases, promote water channel opening, leading to plant hyperhydrosis.
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Bertholdo Dewes Neto
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"Crescimento vegetativo e fitoquímica de Zephyranthes irwiniana (Ravenna) Nic. García cultivada in vitro e em casa de vegetação".
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Orientador : CHRISTOPHER WILLIAM FAGG
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MEMBROS DA BANCA :
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CHRISTOPHER WILLIAM FAGG
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CRISTIANE DA SILVA FERREIRA
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CLAUDIA MASROUAH JAMAL
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JOAO VICTOR DUTRA GOMES
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Data: 20/12/2023
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A família Amaryllidaceae J. St.-Hil. é conhecida pelo potencial ornamental e pela capacidade de sintetizar diversos alcaloides, como a galantamina, um potente medicamento utilizado no tratamento dos sintomas da Doença de Alzheimer - DA. No entanto, algumas espécies dessa família possuem baixa taxa de multiplicação e estão em situação de vulnerabilidade ou risco de extinção. Diante desse conjunto de fatores, é importante o desenvolvimento de métodos de propagação sustentáveis para domesticação, produção de biomassa e metabólitos secundários de Amaryllidaceae. O objetivo desse trabalho foi analisar, pela primeira vez, o crescimento vegetativo e a fitoquímica de compostos potenciais para o tratamento da DA, em resposta às variações da concentração de sacarose e do uso do carvão ativado no meio de cultura, da espécie Zephyranthes irwiniana (Ravenna) Nic. García, propagada por semente, in vitro e em casa de vegetação. Após 120 dias da germinação in vitro, os bulbilhos resultantes foram separados em 6 tratamentos (T1-T6) e colocados em meio básico MS (4,4 g/L) e Phytagel (1,5g/L) para um segundo cultivo, onde os tratamentos T1-T2, T3-T4, e T5-T6, foram suplementados, respectivamente, com 30g/L, 45g/L e 60g/L de sacarose, e os tratamentos T2, T4 e T6, com 1,0g/L de carvão ativado. Foi utilizado ANOVA e teste de Tukey (5%) para análises estatísticas. Após 150 dias do segundo cultivo in vitro e 270 dias do cultivo em casa de vegetação, constatou-se que o incremento de biomassa dos indivíduos cultivados em casa de vegetação foi superior aos indivíduos cultivados in vitro, no entanto, tiveram os menores rendimentos de extração etanólica. No cultivo in vitro, o aumento da concentração de sacarose influenciou positivamente no aumento da biomassa seca e fresca, e no número de raízes, não influenciando o número de folhas e tamanho das folhas e raízes. O carvão ativado (CA) influenciou positivamente no tamanho das folhas e das raízes, e negativamente no número de raízes, não influenciando o incremento de biomassa fresca e seca, nem o número de folhas. As análises por CG-EM indicaram grande variação na abundância de α-terpenil-acetato, linoleato de etila, clionasterol e licorina entre os tratamentos, sendo as concentrações máximas foram, respectivamente, 53,06% (Folha, T2), 38,68% (Bulbo, T7), 14,34% (Raiz, T6) e 2,57% (Folha, T5). Testes de histolocalização utilizando o reagente de Dragendorff indicaram a presença de alcaloides no clorênquima das folhas, principalmente nos bordos foliares, e nos catafilos dos bulbos, próximos a epiderme voltada para parte externa do bulbo. Por fim, o presente estudo forneceu novas evidências de que a constituição do meio de cultura influência diretamente e é eficaz para obter melhores resultados no crescimento vegetativo e na fitoquímica.
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Mostrar Abstract
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The Amaryllidaceae J. St.-Hil. Family is known for its ornamental potential and ability to synthesize several alkaloids, such as galantamine, a potent medication used to treat the symptoms of Alzheimer's Disease - AD. However, some species of this family have a low rate of multiplication and are vulnerable or at risk of extinction. Given these factors, it is important to develop sustainable propagation methods for domestication, biomass and secondary metabolites production of Amaryllidaceae. The objective of this work was to analyze, for the first time, the vegetative growth and phytochemistry of potential compounds for the treatment of AD, in response to variations in sucrose concentration and the use of activated carbon in the culture medium of the species Zephyranthes irwiniana (Ravenna) Nic. García, propagated by seed, in vitro and in a greenhouse. After 120 days of in vitro germination, the resulting bulbils were separated into 6 treatments (T1-T6) and placed in basic medium MS (4.4 g/L) and Phytagel (1.5g/L) for a second culture, where the treatments T1-T2, T3-T4, and T5-T6 were supplemented, with 30g/L, 45g/L and 60g/L of sucrose, respectively, and treatments T2, T4 and T6, with 1.0g/L of activated charcoal ANOVA and Tukey's test (5%) were used for statistical analyses. After 150 days of the second in vitro cultivation and 270 days of the cultivation in a greenhouse, it was observed that the biomass increases of the individuals grown in a greenhouse was higher than the individuals cultivated in vitro, however, they had the lowest ethanolic extraction yields. In vitro cultivation, the increase in sucrose concentration positively influenced the increase in dry and fresh biomass, and in the number of roots, not influencing the number of leaves and size of leaves and roots. Activated charcoal (AC) had a positive influence on leaf and root size, and a negative influence on the number of roots, not influencing the increase of fresh and dry biomass, nor the number of leaves. GC-MS analyses indicated great variation in the abundance of α-terpenylacetate, ethyl linoleate, clionasterol and lycorine between treatments, with the maximum concentrations was 53.06% (Leaf, T2), 38.68% (Bulb, T7), 14.34% (Root, T6) and 2.57% (Leaf, T5), respectively. Histolocalization tests using the Dragendorff reagent indicated the presence of alkaloids in the chlorenchyma of the leaves, mainly on the leaf edges, and in the cataphylls of the bulbs, close to the epidermis facing the outer part of the bulb. Finally, the present study provided new evidence that the constitution of the culture medium directly influences and is effective to obtain better results in vegetative growth and phytochemistry.
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Adalgisa Maria Chaib Ferreira
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Efeitos das alterações climáticas previstas para 2100 no desenvolvimento inicial de espécies arbóreas de Cerrado
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Orientador : FABIAN BORGHETTI
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MEMBROS DA BANCA :
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FABIAN BORGHETTI
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AUGUSTO CESAR FRANCO
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ALESSANDRA TOMASELLI FIDELIS
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ANDRÉ LUIZ GILES DE OLIVEIRA
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RAFAEL SILVA OLIVEIRA
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Data: 11/04/2023
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As mudanças climáticas aceleradas pela ação humana têm causado extinções e reduzido a biodiversidade em todo o mundo. Ambientes que apresentam alta frequência de distúrbios, como as savanas, podem estar particularmente ameaçados. O bioma Cerrado, um hotspo t de biodiversidade, é composto principalmente por formações savânicas e vem sofrendo grande pressão devido às perdas de habitats e mudanças climáticas. Para compreender os impactos das mudanças climáticas na vegetação do Cerrado, fizemos dois experimentos com espécies arbóreas amplamente distribuídas nesse bioma. No primeiro experimento utilizamos as espécies Qualea grandiflora e Tabebuia aurea para testar o efeito de diferentes durações de veranicos no seu desenvolvimento, utilizando tratamentos de irrigação com intervalos de 1d, 8d e 15d. Os tratamentos de irrigação não causaram mortalidade de plântulas de ambas as espécies. O desenvolvimento inicial de Q. grandiflora não apresentou alterações entre os diferentes tratamentos de irrigação. O tratamento com 15d entre irrigações causou menor acúmulo de biomassa radicular de T. aurea provavelmente devido ao estresse hídrico. No entanto, o crescimento da raiz principal de T. aurea não sofreu alteração entre os tratamentos de irrigação. A profundidade da raiz principal pode ser uma estratégia importante para a sobrevivência de plântulas de espécies arbóreas em savanas. No segundo experimento utilizamos Kielmeyera coriacea, Qualea grandiflora, Tabebuia aurea e Hymenaea stigonocarpa para observar parâmetros de crescimento das plântulas dessas espécies em dois diferentes cenários: atual, baseado em dados históricos; e futuro, baseado nas projeções do IPCC para 2100 segundo o SSP3-7.0. Todas as espécies apresentaram aumento da taxa de crescimento relativo e da biomass a total quando submetidas ao cenário futuro. A distribuição de biomassa encontrada no cenário atual de K. coriacea e H. stigonocarpa se manteve quando submetidas ao cenário futuro, enquanto que Q. grandiflora e T. aurea apresentaram maior investimento em biomassa aérea do que radicular devido à elevação da temperatura e da concentração de gás carbônico. K. coriacea foi a espécie que apresentou menor alteração dos parâmetros observados no cenário futuro e Q. grandiflora foi a espécie que apresentou maior alteração do crescimento inicial. Embora as respostas ao cenário futuro tenham variado de acordo com a espécie, todas as espécies foram favorecidas pelo cenário futuro. Esse resultado pode indicar que plântulas de espécies arbóreas de savana terão melhores chances de recrutamento sob condições de temperatura e gás carbônico atmosférico elevados. Palavras-chave: Mudanças climáticas, plântula, fitotron, biomassa, plasticidade, estresse, elevada [CO2], temperatura elevada, Kielmeyera coriacea, Qualea grandiflora, Tabebuia aurea, Hymenaea stigonocarpa.
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Human-accelerated climate change has caused extinctions and reduced biodiversity around the world. Environments with a high frequency of disturbances, such as savannas, may be particularly threatened. The Cerrado biome, a biodiversity hotspot, is mainly composed of savanna formations and has been under great pressure due to habitat loss and climate change. To understand the impacts of climate change on Cerrado vegetation, we carried out two experiments with tree species widely distributed in this biome. In the first experiment we used the species Qualea grandiflora and Tabebuia aurea to test the effect of different durations of dry spells on their development, using irrigation treatments with intervals of 1d, 8d and 15d. Irrigation treatments did not cause seedling mortality of both species. The initial development of Q. grandiflora showed no changes between the different irrigation treatments. Treatment with 15d between irrigations caused less accumulation of T. aurea root biomass, probably due to water stress. However, T. aurea taproot growth did not change between irrigation treatments. The taproot depth may be an important strategy for the survival of seedlings of tree species in savannas. In the second experiment, we used Kielmeyera coriacea, Qualea grandiflora, Tabebuia aurea and Hymenaea stigonocarpa to observe seedling growth parameters of these species in two different scenarios: current, based on historical data; and future, based on IPCC projections for 2100 according to SSP3-7.0. All species showed an increase in the relative growth rate and in the total biomass when submitted to the future scenario. The biomass distribution found in the current scenario of K. coriacea and H. stigonocarpa was maintained when submitted to the future scenario, while Q. grandiflora and T. aurea showed greater investment in aerial than root biomass due to the increase in temperature and concentration. of carbon dioxide. K. coriacea was the species that presented the smallest alteration of the parameters observed in the future scenario and Q. grandiflora was the species that presented the greatest alteration of the initial growth. Although responses to the future scenario varied in relation to the species, all species were favoured by the future scenario. This result may indicate that seedlings of savanna tree species will have better chances of recruitment under conditions of high temperature and atmospheric carbon dioxide.
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Rennan Oliveira Meira
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"Embriogênese somática em sistema bifásico, respostas ao estresse oxidativo e biobalística em palma de óleo".
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Orientador : JONNY EVERSON SCHERWINSKI PEREIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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JONNY EVERSON SCHERWINSKI PEREIRA
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CRISTIANE DA SILVA FERREIRA
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GLAUCIA BARBOSA CABRAL
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FREDERICO HENRIQUE DA SILVA COSTA
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ZANDERLUCE GOMES LUIS
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Data: 26/04/2023
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A palma de óleo (Elaeis guineensis Jacq.) é uma espécie oleaginosa de grande importância econômica em razão do óleo extraído dos frutos. A embriogênese somática é uma prática que vem sendo utilizada para a propagação dessa espécie e, o estresse tem sido associado diretamente à indução de calos durante a indução da embriogênese somática em palma de óleo. O foco da transformação genética em palma de óleo tem sido especialmente o de aumentar os teores de ácido oleico, no entanto, essa metodologia ainda apresenta alguns obstáculos. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivos: 1) avaliar as respostas ao estresse oxidativo, mediada pela atividade de enzimas do sistema antioxidante, bem como a peroxidação lipídica, de dois genótipos de palma de óleo (E. guineensis Jacq. var. Pisifera), durante a indução da embriogênese somática e; 2) testar a eficiência da transformação genética em calos embriogênicos de palma de óleo, por meio de biobalística. Nas respostas ao estresse foram utilizados os palmitos oriundos de duas plantas adultas de E. guineensis Jacq. var. Pisifera. A indução de calos foi realizada com meio MS suplementado com 450 μM de Picloram, cultivados por dois subcultivos de 45 dias cada. Aos 90 dias de indução foram avaliadas a percentagem de formação de calo, a percentagem de oxidação dos explantes e a percentagem de contaminação. Para as análises bioquímicas e enzimáticas as amostras foram coletadas de ambos os genótipos, aos 7, 15, 30, 90 e 180 dias após o início do cultivo. Foram analisadas as proteínas solúveis totais e a atividade enzimática da peroxidase (POD). O genótipo responsivo foi o A26.50.6 com valores de formação de calos aos 90 dias de 9,3%, enquanto o não responsivo não apresentou formação de calo no mesmo período. Os resultados referentes aos teores de proteínas solúveis totais, mostraram-se estatisticamente diferente entre os genótipos. Quanto aos teores da atividade da enzima POD, não diferiram no tempo zero, essa diferença foi observada aos 7 dias de indução, na qual o genótipo não responsivo apresentou um pico de atividade 9,93±1,83 µmol de purpurogalina/min/mg prot, e a partir do décimo quinto dia a atividade da POD foi elevada para ambos os genótipos, no entanto, o genótipo responsivo foi o que apresentou os maiores valores de atividade enzimática, assim como a alta taxa de formação de calos. Com relação ao processo de transformação dos calos embriogênicos foi realizado utilizando-se o plasmídeo pMONORNAiBAR-FAD, por meio de biobalística, constituída da aceleração de micropartículas de tungstênio, co-cultivado com o agente de pressão de seleção glufosinato de amônio (4 mg. L-1 ). Aos 90 dias após o procedimento, ambos os tratamentos apresentaram moderada oxidação, apenas o T2 demonstrou contaminação (37,5%), já o T1 teve a maior taxa de sobrevivência (53,1%). Quanto à formação de embriões somáticos, o T1 e T2 alcançaram valores de 12,5% e 20% respectivamente, além disso, o T2 apresentou cerca de 23 embriões somáticos, que resultaram na regeneração de 21 plantas. Na identificação indireta não foi possível detectar nenhum evento de transformação. Os resultados sugerem uma otimização ao protocolo de transformação.
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Oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) is an oleaginous species of great economic importance due to the oil extracted from the fruits. Somatic embryogenesis is a practice that has been used for the propagation of this species, and stress has been directly associated with the induction of callus during the induction of somatic embryogenesis in oil palm. The focus of genetic transformation in oil palm has been especially to increase the levels of oleic acid, however, this methodology still has some obstacles. In this context, the present work had the following objectives: 1) to evaluate the responses to oxidative stress, mediated by the activity of enzymes of the antioxidant system, as well as lipid peroxidation, of two genotypes of oil palm (E. guineensis Jacq. var. Pisifera ), during the induction of somatic embryogenesis and; 2) test the efficiency of genetic transformation in embryogenic callus of oil palm, by means of biolistics. In the responses to stress, palm hearts from two adult plants of E. guineensis Jacq were used. var. Pisifera. Callus induction was performed with MS medium supplemented with 450 μM of Picloram, cultivated by two subcultures of 45 days each. At 90 days of induction, the percentage of callus formation, the percentage of explant oxidation and the percentage of contamination were evaluated. For biochemical and enzymatic analyses, samples were collected from both genotypes, at 7, 15, 30, 90 and 180 days after the beginning of cultivation. Total soluble proteins and peroxidase enzymatic activity (POD) were analyzed. The responsive genotype was the A26.50.6 with callus formation values at 90 days of 9.3%, while the non-responder showed no callus formation in the same period. The results regarding total soluble protein contents were statistically different between genotypes. As for the levels of POD enzyme activity, they did not differ at zero time, this difference was observed at 7 days of induction, in which the nonresponsive genotype showed a peak activity of 9.93±1.83 µmol of purpurogallin/min/mg prot, and from the fifteenth day POD activity was high for both genotypes, however, the responsive genotype was the one that showed the highest values of enzymatic activity, as well as the high rate of callus formation. Regarding the transformation process of the embryogenic calli, it was carried out using the pMONORNAiBAR-FAD plasmid, through biolistics, consisting of the acceleration of tungsten microparticles, co-cultivated with the selection pressure agent glufosinate ammonium (4 mg. L-1 ). At 90 days after the procedure, both treatments showed moderate oxidation, only T2 showed contamination (37.5%), whereas T1 had the highest survival rate (53.1%). As for the formation of somatic embryos, T1 and T2 reached values of 12.5% and 20% respectively, in addition, T2 presented about 23 somatic embryos, which resulted in the regeneration of 21 plants. In the indirect identification, it was not possible to detect any transformation event. The results suggest an optimization to the transformation protocol.
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Cristiele dos Santos Souza
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Estudos Alelopáticos em Andropogon bicornis L. e Andropogon gayanus Kunth.
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Orientador : FABIAN BORGHETTI
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MEMBROS DA BANCA :
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Regildo Márcio Gonçalves da Silva
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ANABELE STEFANIA GOMES
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CRISTIANE DA SILVA FERREIRA
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FABIAN BORGHETTI
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ROSANA MARTA KOLB
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Data: 26/05/2023
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A invasão bem sucedida de espécies exóticas pode estar relacionada às suas propriedades alelopáticas, que podem atuar dificultando o recrutamento de espécies nativas (hipótese de novas armas). De fato, as espécies nativas também podem produzir aleloquímicos prejudiciais a espécies exóticas, contribuindo assim com a resistência da comunidade à invasão (hipótese de segurança interna). Andropogon bicornis é uma gramínea nativa de ampla ocorrência em áreas nativas e degradadas do Cerrado e empregada na restauração ecológica. Sua congenérica A. gayanus é uma gramínea africana que invadiu savanas nativas e degradadas do Cerrado. O presente estudo avaliou os efeitos alelopáticos de A. gayanus e A. bicornis sobre o crescimento inicial de duas espécies nativas (A. fastigiatus e Lepidaploa aurea) e duas espécies exóticas (Melinis minutiflora e Stapfochloa elata) de ampla ocorrência em diversas fisionomias do Cerrado. Folhas ou raízes das espécies doadoras (Andropogon) foram misturadas com amostras de solo coletadas nas mesmas áreas onde interagem espontaneamente com suas espécies-alvo nas proporções de 0,75, 1,5 e 3% (serapilheira/volume de solo). Descobrimos que a exótica A. gayanus inibiu o crescimento de todas as espécies-alvo, corroborando a hipótese de novas armas. A nativa A. bicornis estimulou o crescimento das duas espécies nativas e de S. elata, mas inibiu o crescimento da exótica M. minutiflora, corroborando assim a hipótese de segurança interna. Nossos estudos indicam que a alelopatia pode contribuir com o sucesso da invasão do Cerrado por A. gayanus. Por outro lado, aleloquímicos produzidos por A. bicornis inibiram o crescimento de M. minutiflora, sugerindo que A. bicornis pode ajudar a controlar a propagação desta gramínea exótica. Conclui-se que a alelopatia pode representar um componente importante das interações entre espécies nativas e exóticas, e que as propriedades alelopáticas das espécies nativas podem ser consideradas no controle de espécies exóticas espalhadas por áreas nativas e degradadas do Cerrado.
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The successful invasion of exotic species might be related to their allelopathic properties, which could hamper the recruitment of native species (novel weapon hypothesis). Also, native species might produce allelochemicals harmful to exotic species, thereby contributing with community resistance to invasion (homeland security hypothesis). Andropogon bicornis is a native grass of wide occurrence over savannas of the Cerrado biome in Brazil and employed in ecological restoration. Its congeneric A. gayanus is an African grass that has invaded native and degraded areas within this biome. The present study assessed the allelopathic potential of A. gayanus and A. bicornis on the initial growth of two native (A. fastigiatus and Lepidaploa aurea) and two exotic species (Melinis minutiflora and Stapfochloa elata) of wide occurrence over the Cerrado. Leaves or roots of the donor (Andropogon) species were each mixed with soil samples collected in the same areas where they spontaneously co-occur with their target species at ratios of 0.75, 1.5 and 3% (litter/soil volume). We found that the exotic A. gayanus inhibited the growth of all target species, what agrees with the novel weapon hypothesis. The native A. bicornis stimulated the growth of the two native species and S. elata but inhibited the growth of the exotic M. minutiflora, in line with the homeland security hypothesis. Our studies suggest that allelopathy might have a part in the invasive process of A. gayanus. On the other hand, the allelopathic potential of A. bicornis inhibited the growth of M. minutiflora, suggesting that A. bicornis might help to control the spread of this exotic grass. We conclude that allelopathy might be involved in the interactions between native and exotic species and be properly used in controlling the spread of exotic species over native and degraded areas of the Cerrado.
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Clapton Olimpio de Moura
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"Contribuições ao estudo do gênero Peperomia Ruiz & Pav. (Piperaceae), com ênfase nas espécies endêmicas do Brasil”
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Orientador : MICHELINE CARVALHO SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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MICHELINE CARVALHO SILVA
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CAROLINE DE OLIVEIRA ALVES
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GUSTAVO HIROAKI SHIMIZU
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MARIA ALEJANDRA JARAMILLO SIERRA
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VANESSA LOPES RIVERA
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Data: 29/11/2023
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Peperomia, um dos gêneros mais ricos dentre as angiospermas, possui maior concentração de espécies na região Neotropical e exibe distribuição pantropical. Embora quase metade de suas espécies sejam epífitas, as linhagens que divergiram mais cedo do restante do gênero, são compostas por espécies terrestres. Apesar de sua notável diversidade, investigações abrangentes sobre a biogeografia histórica, detalhes corológicos e o estado de conservação de suas espécies permanecem notadamente limitadas. Estando em quarto lugar em riqueza de espécies de Peperomia em nível global, o Brasil abriga 169 espécies, com aproximadamente dois terços delas sendo endêmicas, e tendo o domínio da Mata Atlântica como habitat para a maioria delas. Para preencher lacunas no conhecimento dentro do gênero Peperomia, esta tese é composta por quatro capítulos, cada um adotando o formato de artigo científico. O Capítulo 1 expõe aspectos de biogeografia histórica, utilizando dados moleculares e geográficos para elucidar a origem do gênero e seus principais clados, estabelecendo bases para diversos estudos evolutivos. O Capítulo 2 utiliza dados de ocorrência disponíveis em bases de dados de acesso aberto para todas as espécies endêmicas do Brasil, para realizar análises corológicas e avaliações preliminares do risco de extinção para cada uma delas. No Capítulo 3, utilizando o mesmo conjunto de dados do capítulo 2, são fornecidos insights sobre áreas de endemismo para o gênero no Brasil, incluindo investigações sobre mudanças no uso e cobertura da terra ao longo de três décadas. Por fim, o Capítulo 4 apresenta uma nova espécie de Peperomia criticamente ameaçada, endêmica do Cerrado brasileiro.
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Peperomia, one of the most diverse genera among angiosperms, is abundantly present in the Neotropical region and displays a pantropical distribution. While nearly half of its species are epiphytic, the lineages that diverged earlier from the rest of the genus consist of terrestrial species. Despite its remarkable diversity, comprehensive investigations into the historical biogeography, chorological details, and conservation status of Peperomia species remain notably limited. Ranked fourth globally in Peperomia species richness, Brazil is home to 169 species, with approximately two-thirds of them being endemic, and the Atlantic Forest, serving as the habitat for the majority of these species. To address knowledge gaps within the Peperomia genus, this thesis comprises four chapters, each adopting a scientific article format. Chapter 1 delves into historical biogeography using molecular and geographic data to elucidate the genus's origin and major clades, laying the foundational groundwork for numerous evolutionary studies. Chapter 2 analyzes occurrence data from open-access databases for all endemic Peperomia species in Brazil, conducting chorological analyses and preliminary assessments of extinction risk for each. In Chapter 3, using the same dataset, insights are provided into areas of endemism for the Peperomia genus within Brazil, including investigations into land use and land cover changes over a three-decade span. Finally, Chapter 4 introduces a new critically endangered Peperomia species endemic to the Brazilian Cerrado.
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Rogerio Neves Ribeiro
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"Sistemática e Filogenia da subtribo Praxelinae R.M.King & H.Rob. (Asteraceae, Eupatorieae)".
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Orientador : CAROLYN ELINORE BARNES PROENCA
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MEMBROS DA BANCA :
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JIMI NAOKI NAKAJIMA
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ERIC KOITI OKIYAMA HATTORI
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CAROLINE OLIVEIRA ANDRINO
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CAROLYN ELINORE BARNES PROENCA
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JAIR EUSTAQUIO QUINTINO DE FARIA JUNIOR
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Data: 08/12/2023
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Eupatorieae possui 2200 espécies agrupadas em 182 gêneros pertencentes a 20 subtribos. Dentre as 20 subtribos, Praxelinae configura-se como a segunda maior em número de espécies, com cerca de 193 espécies agrupadas em sete gêneros: Praxelis, Chromolaena, Eupatoriopsis, Lomatozona, Praxeliopsis, Eitenia e Osmiopsis. Exceto por Osmiopsis, os demais gêneros possuem representantes no Brasil, principalmente no Cerrado. A subtribo Praxelinae é considerada monofilética, entretanto, as relações evolutivas entre os gêneros ainda são incertas. Tendo em vista que num estudo publicado em 2016, foram amostrados somente 57% dos gêneros e 19% das espécies de Praxelinae, há necessidade de mais estudos por meio de uma maior amostragem das espécies da subtribo. Desta forma, buscamos: i) reconstruir a filogenia da subtribo Praxelinae com todos os gêneros circunscritos; ii) apresentar novidades nomenclaturais em Praxelis; iii) confirmar a inclusão dos gêneros circuncritos em Praxelinae baseado em morfologia utilizando ferramentas moleculares. Como resultados, apresentamos três manuscritos em forma de capítulos. O primeiro capítulo corresponde à filogenia da subtribo Praxelinae. Um total de 32 espécies de Praxelinae em uma matriz de 202 espécies de Asteraceae (principalmente Eupatorieae) foram analisadas, sendo que foram geradas dez novas sequências nucleares e/ou plastidiais (ITS e ndhF), amostrando assim todos os gêneros, bem como as suas espécies tipos. Apresentamos no segundo capítulo um manuscrito já publicado que inclui a descrição de uma espécie nova de Praxelis e uma nova sinonimização em P. capillaris, bem como o reconhecimento da sinonimização prévia de P. grandiflora em P. kleinioides desconsiderada pela Flora e Funga do Brasil. Por fim, no terceiro capítulo, investigamos a origem de Osmiopsis plumieri, discutimos a incongruência entre a topologia da árvore nuclear e de cloroplasto, que sugerem fortemente que a espécie é um híbrido entre Koanophyllon and Praxelis, e apresentamos as consequências taxonômicas de seu status híbrido.
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Eupatorieae has 2200 species grouped into 182 genera belonging to 20 subtribes. Among the 20 subtribes Praxelinae is the second largest in terms of numbers of the species, wiht around 193 species grouped into seven genera: Praxelis, Chromolaena, Eupatoriopsis, Lomatozona, Praxeliopsis, Eitenia e Osmiopsis. Except for Osmiopsis, the other genera hve representatives in Brazil, mainly in the Cerrado. The Praxelinae subtribe is considered mophyletic, however, the evotionary relationships between the genera are are still uncertain. Considering that in a study published in 2016, only 57% of the genera and 19% of the species of Praxelinae were sampled, there is a need for further sutudies through a greater sampling of the subtribe’s species. Therefore, we seek to: i) reconstruct the phylogeny of the subtribe Praxelinae; ii) present new nomenclatural features in Praxelis; iii) confirm the inclusion of genera circumscribed within the Praxelinae based on morphology using molecular tools. As results, we present three manunscripts in chapter form. The first chapter corresponds to the phylogeny of the Praxelinae subtribe. A total of 32 species of Praxelinae in a matrix of 202 Asteraceae (mostly Eupatorieae) were analyzed, and ten new nuclear and /or plastid sequences (ITS and ndhF) were generated, thus sampling all genera of the tribe, as well as their type species. In the second chapter, we present a published manuscript that includes the description of a new species of Praxelis and a new synonymization in P. capillaris, as well as the recognition of the previous synonymization of P. grandiflora in P. kleinioides disregarded by Flora and Funga of Brazil. Finally, in the third chapter, we investigate the origin of Osmiopsis plumieri, discuss the incongruity found between the topology of the nuclear and chloroplast trees which strongly suggests that the species is a hybrid between Koanophyllon and Praxelis, and review the taxonomic consequences of its hybrid status.
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