Abstract In order to establish a link between the evolutionary history and the photochemical attributes, measurements of chlorophyll (Chl) a fluorescence were made in Cattleya warneri, C. shofieldiana and C. harrisoniana exposed to high irradiance for 5, 35, and 120 min (hereafter referred to as treatments T5, T35, and T120, respectively). The following questions are addressed: (1) Is the increased energy dissipation enough to counterbalance the excess energy that drives photosynthesis at different times of high irradiance exposure? (2) Is there an influence of the incidence and duration of light radiation on Cattleya species in full sunlight, compared to Cattleya species submitted to low irradiance? Higher relative variable fluorescence at the J-step (Vj) values followed by the lower quantum yield of electron transport (ψEo) indicate the accumulation of reduced Quinone A (QA) proportionally of sunflecks exposure time in C. warneri. The higher performance index (PIABS) and plasticity index values in C. schofieldiana indicate higher efficiency in modulating the photosynthetic apparatus under sunflecks. C. harrisoniana shows the lowest plasticity index, suppression of maximum fluorescence (Fm), and no recovery of PIABS after sunflecks. This study evidences the importance of physiological plasticity in the current geographic distribution of Cattleya in response to light pulses in species derived from fragmented habitats and the maintenance of shade to species of more primitive clades.

Resumo Com o objetivo de estabelecer uma ligação entre a história evolutiva e os atributos fotoquímicos, medidas de fluorescência da clorofila (Chl) a foram feitas em Cattleya warneri, C. shofieldiana e C. harrisoniana expostas à alta irradiância por 5, 35 e 120 min (T5, T35 e T120, respectivamente). As seguintes questões são abordadas: (1) O aumento da dissipação de energia é suficiente para contrabalançar o excesso de energia que impulsiona a fotossíntese em diferentes tempos de exposição à alta irradiância? (2) Existe influência da incidência e duração da radiação luminosa em espécies de Cattleya a pleno sol, em comparação com espécies de Cattleya submetidas a baixa irradiância? A maior fluorescência variável relativa no ponto J (Vj) seguida do menor rendimento quântico do transporte de elétrons (ψEo) indicam o acúmulo de Quinona A (QA) reduzida proporcionalmente ao tempo de exposição às manchas solares em C. Waeneri. Os maiores valores de índice de desempenho (PIABS) e do índice de plasticidade em C. schofieldiana indicam maior eficiência na modulação do aparato fotossintético em resposta às manchas solares. C. harrisoniana apresenta menor índice de plasticidade, supressão da fluorescência máxima (Fm) e nenhuma recuperação de PIABS após exposição às manchas solares. Este estudo evidencia a importância da plasticidade fisiológica na distribuição geográfica atual de Cattleya em resposta a pulsos de luz em espécies derivadas de habitats fragmentados e a manutenção do sombreamento para espécies de clados mais primitivos.

RESUMO Análises das fluorescências transiente e modulada da clorofila a, foram realizadas em intervalos de uma hora, durante o período de oito horas, iniciando-se as 07h30min, com o objetivo de estudar mecanismos de fotoproteção à elevação da radiação e temperatura, em plantas de Gallesia integrifolia. Sementes foram dispostas para germinar em vasos de polietileno contendo solo como substrato. Aos 120 dias após a emergência, determinações da fluorescência da clorofila foram realizadas com o uso dos fluorômetros Handy-PEA e FMS2. Durante o transcorrer do dia foi observada elevação na temperatura e na radiação fotossinteticamente ativa até as 12:30h com posterior queda. Identificou-se alteração nas curvas de cinética transiente da fluorescência da clorofila a o que resultou em alteração nos parâmetros de teste JIP, podendo ser destacado a elevação, durante o período de alta radiação e temperatura, nas variáveis relacionadas ao fluxo de dissipação, juntamente com o aparecimento das bandas -L e -K positivas. Para a fluorescência modulada destacam-se altos valores dos coeficientes de extinção não fotoquímico associados aos menores valores da eficiência fotoquímica efetiva do fotossistema II (FV'/FM') e eficiência fotoquímica atual do FS II (φPSII) no início da manhã, resultado provavelmente de uma inibição da fase bioquímica da fotossíntese. Pode-se concluir que as plantas de pau d'alho apresentam decréscimo na atividade fotoquímica com o incremento da radiação fotossinteticamente ativa, demonstrando um efeito fotoinibitório sob condições de alta irradiância contudo, sem dano irreversível ao aparato fotossintético.

ABSTRACT Analysis of transient and modulated fluorescence of chlorophyll a were made at one-hour intervals during an eight-hour period starting at 07:30h aiming to study mechanisms of photoprotection against high radiation and temperature in Gallesia integrifolia plants. Seeds were germinated inside plastic pots containing soil as substrate. At 120 days after emergence, chlorophyll fluorescence measurements were performed using Handy-PEA and FMS2 fluorometers. During the course of a day, an increase and a subsequent decrease in temperature and in photosynthetic active radiation were observed until 12:30h. Changes in transient kinetic curves of chlorophyll a fluorescence were identified. This resulted in changes in JIP test parameters. An increase during the period of high radiation and temperature may be stressed in relation to variables related to dissipation flux and appearance of positive -K and -L bands. Considering the modulated fluorescence, high values of non-photochemical quenching coefficients associated with lower values of effective photochemical efficiency of the photosystem II (FV'/ FM') and current photochemical efficiency of PSII (φPSII) could be observed during early morning. This was probably the result of an inhibition of the biochemical phase of photosynthesis. It can be concluded that Gallesia integrifolia decrease its photochemical activity with the increase in the photosynthetic active radiation, demonstrating a photoinhibitory effect under high irradiance conditions, but without irreversible damages to the photosynthetic apparatus.

The effects of salinity stress on chlorophyll fluorescence and the growth of Brassica napus L were investigated. The chlorophyll a fluorescence transient were recorded and analyzed according to the JIP-test which can quantify PSII performance. Salt stress resulted in decreased leaf area and dry matter compared with the control treatment (0 mM NaCl). The most pronounced effects of salt stress were observed with 200 mM NaCl, and the hybrids displayed different levels of sensitivity to stress. The Performance Index (PI ABS) was the most sensitive parameter to salt stress, which suggests that this parameter can be used to screen genotypes for salt tolerance.

With Japonica rice BRS Firmeza and indica rice BRS Pelota (low and high grain yield, respectively) as materials, Chl content and Chl a fluorescence parameters in flag leaves from the heading to mature grain stage were investigated. The Chl content and the Chl a fluorescence were measured using a portable chlorophyll meter CL-01 and portables fluorometer Handy-PEA and FMS-2 (Hansatech, Kings Lynn, UK), respectively. All measurements were taken on middle part of the flag leaves (n = 10). The results showed that the Chl content and Chl a fluorescence parameters declined after full expansion of flag leaves in both rice cultivars. However, these biochemical and photochemical parameters did not show similar changing pattern and the behavior of flag leaves senescence showed some differences between BRS Pelota and BRS Firmeza rice cultivars. During the senescence of flag leaves, BRS Pelota, the rice cultivar with higher grain yield capacity, was characterized by significant reductions in Chl content, PI ABS,Total, TR0/ABS, ET0/ABS, ET0/TR0, RC/ABS compared to BRS Firmeza. On the other hand, DI0/RC, TR0/RC and ET0/RC were significantly higher in BRS Pelota. These results show that the decreased photosystem II activity, evaluated through chlorophyll fluorescence analysis, was resultant of leaves senescence process, which was much more expressive in BRS Pelota rice variety. We suggest that the higher productivity of BRS Pelota rice cultivar results from its higher assimilate mobilization ability or energy usage efficiency, in despite of its lower light absorption capacity.

Foram estudados o crescimento, a partição de assimilados e a produção de grãos nas cultivares de arroz BRS Pelota (maior produtividade) e BRS Firmeza (menor produtividade). O experimento foi realizado em casa de vegetação, com plantas cultivadas em vaso. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, com duas cultivares, nove coletas e quatro repetições por tratamento. Com a cultivar BRS Pelota houve maior acúmulo de matéria seca total (Wt), principalmente no fim do ciclo, bem como maior área foliar (Af). A matéria seca alocada para o colmo + bainha e às panículas também foi maior em BRS Pelota. Porém, a porcentagem de Wt destinada às panículas aos 125 DAE foi semelhante entre as cultivares. Em BRS Firmeza, o aumento em Wt nas raízes pode ter influenciado o direcionamento de fotoassimilados para os grãos e contribuído para o atraso na senescência das plantas. A produtividade de BRS Pelota foi maior que a de BRS Firmeza (17,4 contra 11,8 g por vaso) e seu número de panículas por planta por vaso foi três vezes superior em relação à cultivar BRS Firmeza. O componente de produção de maior expressão no rendimento foi o número de panículas. A maior produtividade da cultivar BRS Pelota pode estar relacionada à maior área foliar e sua duração, o que permite o fornecimento de elevada quantidade de fotoassimilados por um período maior.

The growth, assimilate partitioning and grain yield in BRS Pelota (high yield) and BRS Firmeza (low yield) rice cultivars were evaluated. The experiment was conducted in greenhouse (Department of Botany, Federal University of Pelotas) with complete randomized design composed by two cultivars, nine plant sampling times and four replicates. BRS Pelota rice cultivar exhibited higher accumulation of total dry matter (Wt), mainly at the end of life cicle, as well as higher leaf area (Af). The dry matter allocated toward culm + sheath and panicles was higher in BRS Pelota. However, the Wt percentage accumulated in panicles at 125 DAE was the same between cultivars. In BRS Firmeza the increase in Wt in the roots may had influenced photoassimilates partitioning toward grains, and also contributed to delay of in plant senescence. Grain yield was higher in BRS Pelota than in BRS Firmeza (17.4 versus 11.8 g vaso), and also panicle number was three times greater in relation to BRS Firmeza. The yield component which exhibited higher relevance for productivity was the panicle number. The higher grain yield of BRS Pelota could be related to higher leaf area and leaf area duration, which allows the provision of elevated quantity of photoassimilates during longer period time.

O objetivo deste trabalho foi avaliar as mudanças fisiológicas que ocorrem em diferentes folhas durante o início e o final do estádio de enchimento de grãos em dois genótipos de arroz (Oryza sativa subsp. indica cultivar BRS Pelota e O. sativa subsp. japonica cultivar BRS Firmeza) que apresentam diferenças no potencial de produção de grãos. As plantas foram cultivadas em casa de vegetação. Os teores de pigmentos, a fluorescência da clorofila e a taxa de liberação de oxigênio foram determinados no estádio de enchimento de grão da primeira à quarta folha (do topo à base). O teor de pigmentos, a eficiência fotoquímica do fotossistema II e o transporte de elétrons decresceram significativamente de acordo com a posição das folhas na cultivar BRS Pelota. A cultivar BRS Firmeza apresentou maior teor de pigmentos e maior atividade do aparato fotossintético em comparação à 'BRS Pelota' durante o estádio de enchimento de grão.

The objective of this work was to evaluate the physiological changes that occur in different leaves during the early and late grain-filling stages of two rice genotypes (Oryza sativa subsp. indica , BRS Pelota cultivar, and O. sativa subsp. japonica , BRS Firmeza cultivar), which present differences in grain yield potential. The plants were cultivated in greenhouse. Pigment content, chlorophyll fluorescence, electron transport and oxygen evolution rate were determined in the grain-filling stage, from the first to the forth leaf (top to bottom). Pigment content, photochemical efficiency of photosystem II and electron transport decreased significantly according to the position of leaves in 'BRS Pelota'. The BRS Firmeza cultivar shows higher pigment content and higher activity of the photosynthetic apparatus in comparison to 'BRS Pelota' during the grain-filling stage.

O melhoramento genético da batata é complexo e requer uma grande demanda de tempo e energia. A tecnologia do DNA recombinante, com sua capacidade potencial de isolar e transferir genes a partir de qualquer organismo, permite incorporar nas plantas novos caracteres de interesse agrícola. No entanto, as conseqüências da inserção de determinados genes em relação às características fisiológicas da planta são, muitas vezes desconhecidas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar as características fotossintéticas de plantas de batata cultivar Baronesa modificadas geneticamente com genes de resistência a vírus. Para isso, tubérculos de batata cultivar Baronesa e seu respectivo genótipo transformado foram plantados em vasos e mantidos em casa de vegetação. Durante o ciclo de vida das plantas foram avaliados parâmetros da fluorescência das clorofilas, fotossíntese líquida e fotossíntese potencial. As plantas de batata cv. Baronesa transformadas com genes de resistência ao vírus PVY apresentaram maior eficiência fotoquímica máxima e maior taxa de liberação de oxigênio do que plantas da mesma cultivar não modificadas geneticamente, embora tivessem mantido os demais parâmetros de fluorescência das clorofilas e a taxa de fotossíntese líquida iguais.

Potato breeding is difficult and requires a great deal of time and energy. The use of recombinant DNA technology, with its potential capacity of isolating and transferring genes from any organism, allows incorporating in plants new characters of agricultural interest. However, consequences of the incorporation of determined genes on physiological characteristics are sometimes unknown. In this study we evaluated photosynthetic characteristics of potato plants genetically modified with resistance genes to PVY. Potato tubers of cv. Baronesa and its respective transformed genotype were planted in pots and kept in greenhouse. During the plant life cycle, parameters of chlorophyll fluorescence, net photosynthesis and potential photosynthesis were evaluated. Plants transformed with PVY resistant genes showed higher maximum photochemical efficiency and higher oxygen evolution rate, however the parameters of chlorophyll fluorescence and net photosynthesis were the same.