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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.41.2013.tde-07062013-110944
Document
Author
Full name
Débora Chaves Coelho Leite
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2013
Supervisor
Committee
Buckeridge, Marcos Silveira (President)
Braga, Marcia Regina
Pinna, Gladys Flávia de Albuquerque Melo de
Title in Portuguese
Modificações da parede celular durante a formação de aerênquima em raízes de cana-de-açúcar
Keywords in Portuguese
Aerênquima
Degradação
Parede celular
Abstract in Portuguese
Uma alternativa para aumentar a produção de bioetanol por área de cana plantada no Brasil seria utilizar os resíduos de sua biomassa para conversão em etanol. O conhecimento de como processos de degradação da parede celular se dão em plantas usadas para a produção de bioenergia e a compreensão de como eles funcionam pode ser de grande utilidade para esta tecnologia. Na investigação da anatomia de cana encontramos evidências da formação de um aerênquima lisígeno na raiz de cana, espaços gasosos no córtex da raiz decorrentes da morte celular e degradação da parede. Assim, decidiu-se aprofundar os estudos neste sistema através de técnicas de bioquímica de parede celular, microscopia de luz e transmissão e imunolocalização. A formação do aerênquima nas raízes de cana-de-açúcar tem início com a morte celular programada e a degradação de β-glucano e pectinas, principalmente daquelas associadas às lamelas médias, resultando na separação das células. As hemiceluloses arabinoxilano e xiloglucano mostram apenas modificações em suas estruturas finas, mas permanecendo nas paredes. Além disto, foram observados em microscopia de transmissão alguns pontos onde houve a degradação completa de parede celular, porém a presença de diversas paredes celulares colapsadas nas lamelas entre o aerênquima e ao seu redor parece ser mais importante para a formação do aerênquima. As modificações dos polissacarídeos estão possivelmente associadas com a alteração de características físicas das paredes, tornando-as mais suscetíveis a dobras e colapsos, gerando os espaços de gás e lamelas resistentes, que sustentam estes espaços. Mais do que a "degradação da parede celular", como é tratado em definições de aerênquima, pudemos observar que este fenômeno é resultado de uma sequência de eventos que permitem modificações da parede celular, e não necessariamente a sua completa degradação, resultando na abertura dos espaços gasosos
Title in English
Cell wall modifications during aerenchyma formation in sugarcane roots
Keywords in English
Aerenchyma
Cell wall
Degradation
Abstract in English
An alternative to increase bioethanol production per area of sugarcane plantation in Brazil would be to use its biomass residue for conversion into ethanol. The knowledge of how cell wall degradation processes occur in plants used for bioenergy production and understanding how they work can be of great use for this technology. Studying the sugarcane anatomy, we found evidences for the formation of a lysigenous aerenchyma in the roots, gas spaces in the root cortex originated from cell death and cell wall degradation. Thus, we decided to deepen the studies in this system using cell wall biochemistry, light and transmission microscopy and immunolabeling. The aerenchyma formation in sugarcane roots starts with programmed cell death and degradation of β-glucan and pectins, especially those from middle lamellae, resulting in cell separation. The hemicelluloses arabinoxylan and xyloglucan only show modifications in fine structure, but they remain in the cell wall. Besides, complete cell wall degradation was observed in a few spots through transmission electron microscopy, although the collapsing of cell walls seems to be more important for aerenchyma formation. Modifications in the polysaccharides are possibly associated with changes in cell wall physical properties, making them more susceptible to folding and collapsing, generating gas spaces and resistant lamellae that support these spaces. Described as "cell wall degradation" in aerenchyma definition in literature, we observed that this phenomenon is the result of a series of events that allow cell wall modifications, and not necessarily its complete degradation, resulting in the formation of gas spaces
 
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Publishing Date
2013-06-20
 
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