Sorgo - Tolerância ao alumínio

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Análise da diversidade de comunidades microbianas na rizosfera de genótipos de sorgo contrastantes quanto à tolerância ao alumínio.

Análise da diversidade de comunidades microbianas na rizosfera de genótipos de sorgo contrastantes quanto à tolerância ao alumínio.

Análise da Diversidade de Comunidades Microbianas na Rizosfera de Genótipos de Sorgo Contrastantes quanto à Tolerância ao Alumínio USA) em 590 nm, nos intervalos de 24, 48, 72, 96 e 120 horas. A leitura de 72 horas foi utilizada para cálculo dos componentes da diversidade funcional por representar o tempo médio entre as leituras realizadas. Esses dados foram utilizados para se estimar a riqueza de substratos (S-atividade), o índice de diversidade de Shannon (H) e a distribuição dos indivíduos entre as espécies (E-equitabilidade) de acordo com Zak et al. (1994). O valor S refere-se ao número de diferentes substratos que podem ser utilizados pela comunidade microbiana,
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DISSERTAÇÃO_Superexpressão em plantas transgênicas de milho do gene SbMATE, que confere tolerância ao alumínio em sorgo

DISSERTAÇÃO_Superexpressão em plantas transgênicas de milho do gene SbMATE, que confere tolerância ao alumínio em sorgo

A toxicidade do alumínio (Al +3 ) é um dos principais fatores limitantes ao desenvolvimento das plantas em solos ácidos os quais representam 68% ou 250 milhões de hectares do território brasileiro e, aproximadamente 50% das terras agricultáveis do planeta. Recentemente, em sorgo foi identificado e isolado pela técnica de clonagem posicional auxiliada pela genômica comparativa, um gene de maior efeito à tolerância ao alumínio, denominado SbMATE. Esse gene codifica para um membro de uma família de transportadores de membrana, responsável pelo efluxo de citrato em raízes de sorgo. O presente trabalho, desenvolvido na Embrapa Milho e Sorgo, em Sete Lagoas/MG, Brasil, tem como base a utilização desse gene para a geração de cultivares transgênicas de milho com patamares superiores de adaptação aos solos ácidos. Calos embriogênicos e embriões imaturos de milho do híbrido Hi II, foram transformados via Biobalística e Agrobacterium tumefaciens, com o gene SbMATE. A construção gênica usada na transformação contem o gene SbMATE sob o controle do promotor da ubiquitina, e o gene bar direcionado pelo promotor CaMV35S. Células transformadas foram selecionadas em meio contento o herbicida glufosinato de amônio. A presença dos genes SbMATE e bar foi confirmada em 80% das plantas T0 transgênicas geradas, e em 87,5% e 57,14% das plantas T1 geradas via Agrobacterium e biobalística, respectivamente, através de PCR e Southern blot. A expressão do gene SbMATE pode ser confirmada através da análise do crescimento radicular em solução hidropônica adicionada de {60} M de Al, e PCR em tempo real.
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Caracterização de uma população de recombinação ao acaso de sorgo para a tolerância ao alumínio e eficiência na utilização de fósforo.

Caracterização de uma população de recombinação ao acaso de sorgo para a tolerância ao alumínio e eficiência na utilização de fósforo.

intemperizados, resultando em baixo pH, deficiência de fósforo (P) e toxidez causada pelo alumínio (Al), torna-se necessário o desenvolvimento de cultivares adaptadas a essa condição. A tolerância ao Al em sorgo ocorre via exsudação de ácidos orgânicos ativada por Al nos ápices radiculares. Uma vez na rizosfera, o citrato forma um complexo estável com os íons Al 3+ , reduzindo os efeitos tóxicos do metal no sistema radicular.

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DISSERTAÇÃO_Validação do efeito do gene AltSB que controla a tolerância ao alumínio em sorgo

DISSERTAÇÃO_Validação do efeito do gene AltSB que controla a tolerância ao alumínio em sorgo

tolerância em SC283 e SC566-14. Esse loco, contendo o gene denominado Alt SB , gene que foi mapeado no cromossomo 3 de sorgo, que não é homeólogo ao cromossomo 4 de espécies como trigo, centeio e cevada, foi responsável por 80% da variação fenotípica observada para o crescimento radicular sob níveis tóxicos de Al em solução nutritiva. Assim, esta característica é controlada por um gene de efeito maior, que é um transportador de ácido orgânico. No caso específico de sorgo, o ácido orgânico transportado é o citrato, o gene pertence à família Multidrug And Toxic Compound Extrusion (Mate) e tem sua maior expressividade no ápice das raízes do sorgo, em que há maior concentração de ácidos orgânicos e atua formando uma espécie de barreira que impede que o alumínio tóxico se associe à planta. Deste ponto, conseqüentemente, se origina a tolerância.
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Estrutura de população e mapeamento associativo para tolerância ao alumínio em regiões candidatas do loco AltSB de sorgo

Estrutura de população e mapeamento associativo para tolerância ao alumínio em regiões candidatas do loco AltSB de sorgo

embora a presença de outros locos controlando a característica tenha sido considerada. Neste contexto, a identificação de padrões de ocorrência da característica no contexto da diversidade genética da espécie bem como a identificação dos polimorfismos associados com as variações alélicas na região do loco são importantes para a identificação e incorporação desta característica em germoplasma elite e assim constituem os objetivos deste trabalho. A análise da estrutura de população baseada em 38 locos SSR indicou que os 254 acessos de sorgo foram organizados em seis subpopulações e a análise da tolerância ao alumínio no contexto populacional apresentou forte evidência de que a tolerância ao Al esteja relacionada com a diferenciação racial, uma vez que os acessos tolerantes foram detectados em frequência superior nas subpopulações pertencentes à raça guinea. De posse dos polimorfismos candidatos dentro de uma região de 24,6kbp onde está localizado o loco Alt SB, o desequilíbrio de ligação foi estimado e o mapeamento associativo foi realizado
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Caracterização de fatores regulatórios determinantes dos efeitos alélicos do gene de tolerância ao alumínio SbMATE em sorgo

Caracterização de fatores regulatórios determinantes dos efeitos alélicos do gene de tolerância ao alumínio SbMATE em sorgo

1. Sorgo – Teses. 2. Alumínio – Toxicologia – Teses. 3. Polimorfismo (Genética) – Teses. 4. Genética – Teses. 5. Genômica – Teses. 6. Proteínas de transporte – Teses. 7. Expressão gênica. 8. Processamento alternativo. I. Magalhães, Jurandir Vieira de. II. Guimarães, Cláudia Teixeira. III. Universidade Federal de Minas Gerais. Departamento de Biologia Geral. IV. Título.

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PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS E TOLERÂNCIA DE SORGO À TOXICIDADE DO ALUMÍNIO

PRODUÇÃO DE ÁCIDOS ORGÂNICOS E TOLERÂNCIA DE SORGO À TOXICIDADE DO ALUMÍNIO

Os teores dos ácidos orgânicos encontrados nos cultivares de sorgo BR006R e BR007A são inferiores àqueles encontrados nos cultivares CMSXS- 106 e CMSXS-903, também sensíveis e tolerantes, respectivamente, utilizados por CAMBRAIA et al. (1983). Neste caso é importante ressaltar que estes autores trabalharam com plantas mais velhas, o pH na solução nutritiva era mais baixo (3,8), as plantas foram expostas ao Al por um período de tempo maior, e as concentrações de P foram modificadas durante o experimento. O conjunto desses fatores, associado às diferenças interespecíficas, como, também, modificações no procedimento analítico podem, provavelmente, responder por essas diferenças. Em plântulas híbridas de milho de sete dias de idade, submetidas a 150 µM de Al, SUHAYDA e HAUG (1986) encontraram teores de ácido málico de duas a três vezes maiores que os teores desse ácido encontrados nos cultivares de sorgo, neste experimento. Plântulas de trigo de oito dias idade, tratadas com 200 µM de Al, por outro lado, exibiram teores de ácido málico de 633 e 1.752 µg/g de peso fresco nos cultivares sensível e tolerante, respectivamente (SCOTT et al., 1991). Resultados estes semelhantes aos encontrados nos cultivares de sorgo analisados nesse experimento.
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Resposta diferencial de genótipos de sorgo para tolerância ao alumínio em solução nutritiva

Resposta diferencial de genótipos de sorgo para tolerância ao alumínio em solução nutritiva

Valores médios do comprimento relativo da raiz seminal (CRRS) obtidos nas plantas das linhagens testadas e nas linhagens controles SC 208 e SC 283, crescidas em solução nu- tritiva co[r]

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Análise funcional dos genes SbMATE1 e SbMATE7 quanto à tolerância ao alumínio em sorgo

Análise funcional dos genes SbMATE1 e SbMATE7 quanto à tolerância ao alumínio em sorgo

Seguindo a definição dos mecanismos fisiológicos de tolerância, os primeiros genes relacionados a tolerância ao alumínio que foram clonados codificam transportadores de membrana de ácidos orgânicos de duas importantes famílias multigênicas: transportadores de malato - ALMT (Aluminum-Activated Malate Transporter) – e transportadores de citrato - MATE (Multidrug and Toxic Compound Extrusion) - (Sasaki et al, 2004; Magalhães et al., 2007). O primeiro gene relacionado ao mecanismo de exclusão de alumínio foi clonado e caracterizado em trigo (Triticum aestivum). Dois alelos funcionais do gene TaALMT1 (TaALMT1-1 e TaALMT1-2) foram identificados com expressão constitutiva no ápice radicular de linhagens tolerantes de trigo, sendo o alelo TaALMT1-1 mais efetivo na facilitação do transporte de malato e, portanto, na tolerância ao alumínio. A expressão de ambos alelos em células cultivadas de tabaco aumentou a tolerância ao alumínio, com concomitante incremento na exsudação de malato (Sasaki et al., 2004). Um gene homólogo ao gene TaALMT1 em Arabidopsis thaliana é o principal determinante da tolerância ao alumínio em Arabidopsis, como identificado por estudos que utilizaram linhagens knockout para este gene (Liu et al., 2009). O gene AtALMT1 medeia a exsudação de malato no ápice radicular de A. thaliana e é temporalmente induzido por alumínio, atingindo a maior expressão 24 horas após exposição ao metal, o que é acompanhado pelo aumento na exsudação de malato (Hoekenga et al., 2006; Liu et al., 2009). Outros homólogos ALMT com função na tolerância ao alumínio foram ainda descritos em plantas como o centeio (Secale cereale), ScALMT1 (Collins et al., 2008), e cevada (Hordeum
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Tolerância ao alumínio tóxico em germoplasma brasileiro elite de aveia.

Tolerância ao alumínio tóxico em germoplasma brasileiro elite de aveia.

ácidos orgânicos, como observado em variedades cultivadas nos Estados Unidos (RADMER et al., 2012). Em trigo, acredita-se que a tolerância depende do gene TaALMT1 , que codifi ca um transportador de malato, e que o grau de tolerância dos genótipos está relacionado à expressão desse gene (DELHAIZE et al., 2012). Genes homólogos a ALMT1 foram identifi cados em centeio, Brachipodium distachyon, Brassica napus e Arabidopsis (HOEKENGA et al., 2006; LIGABA et al., 2006; COLLINS et al., 2008). Já em sorgo, a tolerância é devida a um transportador de citrato, SbMATE, (MAGALHAES et al., 2007), gene similar também foi encontrado em trigo, milho, centeio, arroz, feijão e Arabidopsis (LIU et al., 2009; RYAN et al., 2009; ETICHA et al., 2010; MARON et al., 2010; YOKOSHO et al., 2011). Em aveia, a grande maioria desses genes ainda não foi identifi cada. Recentemente, foram identifi cadas sequências homólogas aos genes ALMT1 e STOP1 nos genótipos UFRGS17 e UFRGS930598-6, sendo que análises para validação destas como genes ativos estão em andamento.
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Variabilidade genética e herança da tolerância à toxicidade do alumínio em aveia.

Variabilidade genética e herança da tolerância à toxicidade do alumínio em aveia.

Os resultados obtidos nesses experimentos reve- laram que a toxicidade do Al, medida pela capacida- de de recrescimento radicular, aumentou de maneira proporcional ao incremento das concentrações em todos os genótipos, e a magnitude do efeito foi mai- or nos níveis superiores, sendo possível distinguir de melhor maneira a reação de tolerância e sensibili- dade. Trabalhos com aveia, utilizando outros parâmetros de medição e germoplasma diferentes dos aqui utilizados, mostraram diferenciação fenotípica de sensibilidade e tolerância em diferentes concen- trações (McLean & Gilbert, 1927; Floss, 1992). Entre- tanto, neste estudo, a concentração de 20 g kJ -1 de
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TOLERÂNCIA À SALINIDADE DE SEMENTES DE SORGO TRATADAS COM PLASMA FRIO

TOLERÂNCIA À SALINIDADE DE SEMENTES DE SORGO TRATADAS COM PLASMA FRIO

Também é possível notar que variáveis como massa seca da parte aérea e da raiz, tiveram seus valores reduzidos com a diminuição do potencial osmótico em todos os tempos de aplicação com plasma a frio. A massa seca da parte aérea, por exemplo, no nível de 0 MPa obteve diferença significativa entre os tratamentos com plasma, nos quais as sementes submetidas a 20 min alcançaram média superior aos de 0, 40 e 60 minutos, que por sua vez não diferiram entre si a 5% de probabilidade. Já a massa seca da raiz, somente o tratamento de sementes de sorgo por 60 minutos atingiu valores médios que foram superiores em todas as condições de estresse salino, embora tenha apresentando nos níveis 0 e -0,6 MPa valores que também não diferiram dos resultados inferiores alcançados nestes níveis.
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Tolerância diferencial de cultivares de arroz ao alumínio em solução nutritiva

Tolerância diferencial de cultivares de arroz ao alumínio em solução nutritiva

A seleção de germoplasmas para tolerância ao alumínio pode ser feita a campo, em solos ácidos, onde foram usados vários níveis de calcário para se obterem vários graus de saturação de[r]

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Variabilidade genética para tolerância ao alumínio entre e dentro de progênies de leucina

Variabilidade genética para tolerância ao alumínio entre e dentro de progênies de leucina

ANGELA MARIA MALUF 2 , PAULO SODE RO MARTINS 3 e WILSON ROBERTO MALUF 4 RESUMO - Utilizando-se solução nutritiva contendo 9 ppm de AI, testaram-se 18 progénies de plantas individuais[r]

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Obtenção de híbridos duplos de milho para tolerância a toxidez de alumínio

Obtenção de híbridos duplos de milho para tolerância a toxidez de alumínio

A partir de linhagens que se mostraram muito tolerantes quando avaliadas em solos ácidos (Nas- Pesq.. MAGNAVACA et ai. polini et ai. 1981) e em solução nutritiva (Magna- vaca 1982), [r]

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Tolerância de cultivares de trigo (Triticum aestivum L.) ao alumínio e ao manganês: III. influência do alumínio e do grau de tolerância ao alumínio sobre as concentrações de P, Ca e Mg das partes aéreas.

Tolerância de cultivares de trigo (Triticum aestivum L.) ao alumínio e ao manganês: III. influência do alumínio e do grau de tolerância ao alumínio sobre as concentrações de P, Ca e Mg das partes aéreas.

Genetic and environment variation in mineral element accumulation in barley, wheat, and soybean.. A field method for soil test calibration in developing countries.[r]

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Análise da tolerância à salinidade em plantas de sorgo, feijãodecorda e algodão

Análise da tolerância à salinidade em plantas de sorgo, feijãodecorda e algodão

O algodão e o feijão-de-corda apresentaram os maiores teores de cloreto na parte aérea (Figura 7), notadamente nos limbos foliares, o que resultou no aumento na suculência foliar nessas espécies (Figura 4), visto que o acúmulo de cloreto está diretamente associado ao aumento da suculência (LACERDA et al., 2006). Dessa forma, o acúmulo de cloreto pode favorecer a manutenção da absorção de água pela planta, devendo estar, provavelmente, associado a um mecanismo de compartimentalização vacuolar que previne ou reduz a toxidez desse íon no citoplasma das células. Embora o acúmulo de cloreto tenha sido maior no algodão do que no feijão-de-corda, isso não resultou em maior inibição do crescimento da primeira espécie, sugerindo que o algodoeiro apresenta, em relação ao feijão-de-corda, mecanismos de proteção mais eficientes, em adição à diluição parcial dos sais pelo aumento no grau de suculência. Esses mecanismos podem envolver a produção de antioxidantes, a atividade do ciclo ascorbato-glutationa (ASHRAF, 2002), a compartimentalização vacuolar dos sais potencialmente tóxicos acumulados e o ajustamento osmótico celular pelo acúmulo de solutos compatíveis, mecanismos considerados eficientes na proteção das estruturas e processos celulares (HASEGAWA et al., 2000). Ao contrário do algodoeiro e do feijão-de- corda, o sorgo mostrou menores teores de cloreto nas folhas, resultante, provavelmente, da menor absorção radicular e da forte retenção desse íon nos colmos (Figura 7). O menor acúmulo de cloreto pode ter ocasionado certa desidratação foliar das plantas de sorgo, como observado na figura 4 e sugerido por Trindade et al. (2006).
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Avaliação da tolerância à salinidade em quatro genótipos de sorgo sacarino

Avaliação da tolerância à salinidade em quatro genótipos de sorgo sacarino

Estes resultados confirmam uma resposta típica de glicófitas à salinidade do meio externo que apresentam um significativo decréscimo da matéria seca dos diversos órgãos das plantas (ZHONGHUA et al. , 2011; FEIJÃO et al ., 2013). Outros autores também observaram reduções no crescimento de plantas de sorgo submetidas ao estresse salino (AQUINO et al., 2007; SOUSA et al. , 2010; FREITAS et al., 2011; MIRANDA et al., 2013). De acordo com a maioria dos autores, a salinidade reduz o crescimento das plantas em decorrência dos efeitos osmóticos, tóxicos e nutricionais. No entanto, alguns estudos mais específicos têm demonstrado que a redução no crescimento é inicialmente afetada pelos efeitos osmóticos e posteriormente pelo acúmulo de íons tóxicos. Segundo Rhoades et al. (1992), o excesso de sais reduz o desenvolvimento da planta em razão do aumento de energia que precisa ser desprendida para absorver água do solo, e ao ajustamento osmótico e bioquímico necessário para sobreviver sob estresse.
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Fitotoxicidade do alumínio: efeitos, mecanismo de tolerância e seu controle genético.

Fitotoxicidade do alumínio: efeitos, mecanismo de tolerância e seu controle genético.

Recentemente, DEGENHARDT et al. (1998) conduziram um experimento para melhor compreender a toxicidade e tolerância ao Al, utili- zando um mutante de Arabidopsis thaliana. Esse mutante, denominado alr-104, é um mutante do cromossomo 4, tolerante ao Al, que não exibe libe- ração de ácido orgânico pela raiz. Um sistema de microeletrodos foi usado para medir o fluxo de íons H + nas raízes, permitindo uma resolução temporal e espacial muito grande. Na ausência de Al, não foram detectadas diferenças no fluxo de H + na raiz entre o tipo selvagem e o mutante alr-104. Entretanto, a exposição ao Al duplicou o influxo de H + na extre- midade da raiz do mutante, ocasionando uma eleva- ção do pH da rizosfera nesta região quando compa- rado com o tipo selvagem. Ensaios de crescimento da raiz, em solução nutriente com pH controlado, foram usados para avaliar a tolerância ao Al do tipo selvagem e do mutante. O aumento do pH da solu- ção nutriente de 4,4 para 4,5 levou a um aumento significante da tolerância ao Al no tipo selvagem, o que é consistente com a idéia que o influxo de H + aumentado pode explicar a maior tolerância ao Al do mutante alr-104. Diferenças na tolerância ao Al entre o tipo selvagem e o mutante desapareceram quando as raízes foram crescidas em uma solução com pH tamponado, sugerindo que a tolerância ao Al no mutante alr-104 é mediada somente por mu- danças no pH da rizosfera. Esse estudo forneceu a primeira evidência efetiva de um mecanismo de tolerância ao Al baseado no aumento do pH da su- perfície da raiz induzido por Al.
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Tolerância de genótipos de café ao alumínio em solução nutritiva e em solo

Tolerância de genótipos de café ao alumínio em solução nutritiva e em solo

As sementes de café foram colocadas para germinar entre folhas de papel toalha no germinador e após 40 dias as plântulas foram transferidas para as caixas plásticas. As plântulas foram colocadas na extremidade superior de forma que as raízes crescessem próximas à tampa. Para evitar o desenvolvimento de algas, as caixas foram cobertas com plástico de coloração preta, revestidas com papel alumínio e colocadas inclinadas, formando um ângulo de 50 o , com a tampa voltada para baixo, de forma que permitisse a avaliação do crescimento radicular. Na preparação do meio agar-indicador, utilizou-se o método descrito por Marschner & Römheld (1983), no qual a solução de agar (0,75%) foi aquecida até a dissolução completa e após o seu resfriamento foi adicionado o indicador, púrpura de bromocresol, na concentração de 0,06%. O pH do meio foi ajustado com NaOH para 6,0 apresentando, neste caso, coloração vermelha. Após 90 dias, as tampas foram cuidadosamente removidas e uma fina camada de agar contendo o indicador, foi colocada sobre as raízes. Para obter a camada de agar sólido de 2-3 mm, a solução de agar-indicador foi colocada dentro de caixa plástica forrada com um filme de PVC. Após o resfriamento, a lâmina de agar foi colocada sobre a superfície pelo deslizamento da mesma sobre o solo e as raízes. Mudanças de coloração do agar foram observadas após um período de quinze minutos a duas horas em função da alteração no pH da rizosfera.
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