ESACB - Teses de Doutoramento
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- Detection and epidemiology of bacterial canker (Pseudomonas syringae) on wild cherry (Prunus avium)Publication . Luz, J.P.Bacterial canker has been severely affecting wild cherry trees (Prunus avium) and restraining the planting of this valuable hardwood for the last 13 years. The disease has been attributed to the bacterium Pseudomonas syringae pv. morsprunorum, which has caused bacterial canker in sweet cherry since at least the beginning of this century. Twenty-four wild cherry sites were investigated. From eight it was possible to isolate a total of 23 cultures. These were used to test rapid diagnostic techniques in conjunction with 52 other cultures obtained from different sources. Two of the wild cherry cultures were obtained from a nursery, which is of grave concern. The diagnostic techniques tested were based on nutritional tests (Biolog system), nucleic acids (DNA hybridisation probe and REP-PCR), and immunology (slide immunofluorescence and conjugated Staphylococcus aureus agglutination). The Biolog system could identify the bacteria at the species level and allowed a numerical taxonomy study. In this, three clusters were seen, one of P. s. pv. syringae isolates, another of P. s. pv. morsprunorum isolates, and a last one of intermediate isolates, including most of the cultures isolated from wild cherry. These cultures were also intermediate in classical nutritional tests that usually discriminate the two pathovars. It is suggested that the wild cherry cultures are an intermediate form, not yet stabilised. They should be included in the P. syringae pv. syringae rather than in P. s. pv. morsprunorum until more taxonomic work is done. A DNA hybridisation probe obtained from other workers failed to react with some P. s. pv. morsprunorum cultures, possibly because only part of the original probe could be used. Again almost none of the cultures from wild cherry hybridised. Although REP-PCR was too variable to allow identification of P. s. pv. syringae, it could be used to distinguish it from typical P. s. pv. morsprunorum. Again the wild cherry cultures had very different patterns from the ones obtained from P. s. pv. morsprunorum. The immunofluorescence did not have enough specificity to discriminate pathovars or even species but the same antiserum worked well in the conjugated S. aureus agglutination test. The spatial and temporal spread of P. s. pv. morsprunorum replicated in simulated plantations containing single inoculated trees was evaluated. The results suggest that epiphytic forms were ubiquitous and that the spacing between trees was unimportant. One year was enough for a plantation, which was initially free of the bacteria to acquire a population almost equivalent to an inoculated plantation. Single isolates of P. s. pv. morsprunorum, with REP-PCR patterns stable in culture, apparently gave rise to isolates with different patterns within one year of inoculation. The strategy of planting clonal cherry material, supposedly resistant to bacterial canker, can become very risky because of the high phenotypic and genetic variation of P. syringae isolated from wild cherry trees, which was demonstrated by the diagnostic techniques.
- Landowners' organisation and forestry development in Portugal : a definition on an action strategy for the Pinhal Sul region based upon the local actors' viewPublication . Almeida, Celestino António Morais de; Garforth, ChrisPortuguese forestry plays an important role in the economy of the country. Woodlands are mainly owned by non-industrial private landowners (NPFLs). Properties are very small and scattered. These structural characteristics, the social changes that have taken place in rural areas and the recurring forest fires make its future development (in terms of economic, social and ecological values) dependent on the implementation of new forms of forestry management. The history of farmers’ organisations in Portugal is not a very successful one, particularly in relation to forestry, which has been managed under individual systems. Hence farmers mentality towards forestry, their individual interests as well as their attitudes towards organisations can be seen as major impediments to the implementation of collective management strategy. The study examines the main features of the NPFLs involvement in forestry, and it concludes that they have held a specific forestry culture grounded in both affective and economic values. Their attitude towards organisations is also analysed and it seems favourable towards the implementation of an organisational process in the region. The study suggests some shifts to the organisational model in order to match both interests and the opinions of farmers and local agents. On the assumption that the implementation of new models and strategies for collective action in forestry must be based on specific features and interests of the target population, we have studied these issues in a particular region of Portugal, in order to test the acceptability of an organisational model and to put in place some of the strategic actions necessary in order to at later date implement a forestry organisational process. The thesis concludes by presenting a strategy for implementation of an organisational process in the region based upon knowledge acquired in the field study about landowner’s attitude and behaviour in relation to forestry, their attitudes towards organisations, and the acceptability of the organisational model. Other significant local actors, the forest service and the municipal Presidents, have also been included in the analysis.
- Micropropagação de castanheiro : estudo das fases de enraizamento e aclimatizaçãoPublication . Gonçalves, José CarlosEste trabalho teve como objectivos definir um tratamento de rizogénese e avaliar os efeitos da disponibilidade luminosa durante a aclimatização, no sentido de maximizar a sobrevivência e desempenho das microplantas após o transplante. Estudaram-se dois métodos de indução rizogénica associados a dois métodos de expressão e desenvolvimento radicular. O escudo anatómico revelou que as raízes formadas ex vitro apresentavam um sistema vascular mais organizado e melhores conexões vasculares, o que permitiu uma elevada taxa de sobrevivência na aclimatização. A relação entre concentrações de auxinas e actividade peroxidásica no processo de indução radicular são discutidas, bem como o papel das diferentes auxinas endógenas e exógenas. A análise de crescimento, anatomia foliar, controlo na perda de água, fotossíntese e metabolismo do carbono foram investigados em plantas de castanheiro micropropagadas com raízes in vitro e ex vitro e aclimatizadas sob dois níveis de irradiância. O nível de irradiância mais elevado, combinado com as plantas com raízes ex vitro, permitiu um crescimento mais vigoroso, expresso pelo incremento na biomassa total, taxa de crescimento relativo, taxa líquida de assimilação e área foliar. A aclimatização provocou modificação nas características foliares e as novas folhas formadas apresentaram mesófilo mais diferenciado, mais tecidos vasculares e de suporte nas nervuras principais, reduzida frequência estomática e melhor controlo na perda de água. A concentração de pigmentos fotossintéticos foi mais elevada nas plantas aclimatizadas sob menor irradiância, mas com uma razão clorofila a/b menor quando comparadas com as plantas aclimatizadas sob maior irradiância. Estas, apresentaram acréscimos na taxa de fotossíntese aparente e capacidade fotossintética, melhor rendimento quântico e mais baixo ponto de compensação para a luz. As concentrações de hidratos de carbono solúveis, amido e proteínas foram mais elevadas nas plantas enraizadas ex vitro e aclimatizadas sob maior irradiância, o que revela uma normal capacidade fotoautotrófica para posterior crescimento no campo.
- The effect of elevated atmospheric ρco2 on phosphorus nutrition of white clover (Trifolium repens L.)Publication . Almeida, José Pedro Pestana Fragoso deWhite clover (Trifolium repens L.) and its symbiosis with Rhizobium are important components of temperate and mediterranean grassland ecosystems. From the factors affecting while clover growth and its symbiosis, the P nutrition is particularly important. The actual atmospheric carbon dioxide partial pressure (ρco2) of 35 Pa is predicted to double within the next century. This increase rnay result in increases of plant biomass dependent, however, from nutrient availability. Earlier studies showed that under nitrogen (N) and phosphorus (P) deficiency the ρco2 stimulation of plant growth was reduced. In contrast, under field conditions in the Swiss Free Air Carbon dioxide enrichment experiment, under a high P availability and a low N fertilisation, white clover had a positive yield response to elevated ρco2, associated with an increase of N derived from the symbiosis (Nsym). Therefore a question arises about the possible effect of P deficiency on the response of white clover and its symbiosis lo elevated ρco2. The reduction of leaf stomatal conductance under elevated ρco2 results in a decrease of leaf transpiration rate. Therefore, we expected that (1) this decrease of leaf transpiration would affect the transport flow of P from root to the shoot, changing the P partitioning. At the level of symbiosis, in contrast to earlier reports on P deficiency, investigations from other stress factors concluded that the C supply from the shoot to the nodules did not regulate nodule N2 fixation. Alternatively the plant N demand was suggested to be the regulatory factor for the Nsym. Therefore we expected that (2) the decline of N2 fixation under P deficiency would result from an adaptation to a lower white clover N demand, irrespective of the C availability from the shoot. To test these two hypotheses a study was undertaken with white clover under controlled environment on quartz sand as growth substrate with a low N (1.5 mM N) nutrient solution. In a first experiment, two atmospheric ρco2 (35 and 70 Pa) were combined with four levels of P supply (0.0027; 0.075; 0.67 and 2 mM) aiming to assess the physiological processes at the whole plant level. A second experiment was conducted in a similar system to assess the combined effects of two atmospheric ρco2 (35 and 70 Pa) and two levels of P supply (0.0027 and 0.075 mM) on nodulation of white clover. Our results showed that the response of white clover to P nutrition and elevated ρco2 consists of several mechanisms. At low P, the low rates of leaf transpiration led to low rates of shoot P uptake per plant, irrespective of ρco2. The higher leaf photosynthetic rates (measured on the young leaves) under elevated ρco2 appeared to be enabled by an increase of the Pi remobilization from leaf structural P fraction and from an increased senescence of old leaves. With increasing P supply, the estimated shoot P uptake rate per plant increased; however, it was reduced in parallel to a reduced transpiration rate under elevated as compared lo ambient ρco2. This ρco2-induced decline of shoot P uptake was associated with an absolute change of P partitioning in favour to the root, while the total P content per plant was not affected by ρco2. The increased P content of roots resulted in a marked reduction of root acid phosphatase activity under elevated ρco2. Elevated ρco2 did not affect nodulation, nodule growth and percentage N from symbiosis (%Nsym). P deficiency prevented nodulation or stopped nodule growth when applied to modulated plants and strongly reduced plant growth. Even though N2 fixation was clearly reduced under P deficiency these plants were not N limited since N concentration was significantly higher as compared with the other P levels. The combined N supply (mineral and symbiotic) covered the low demand of these P deficient plants. With increasing P supply nodule growth and %Nsym increased. The lack of an effect of the increased rate of photosynthesis on N2 fixation under elevated ρco2 and the high WSC contents in roots and nodules indicated that C supply did not limit the N2 fixation, irrespective of P supply. Alternatively, a systemic effect appeared to be involved in the response of the N2 fixation process, most likely triggered by white clover N demand. The balance between N demand and N fixation was attained by a partial compensation of nodule function (specific N2 fixation) to nodule mass. Apparently, this balance would not change under elevated ρco2 since nodule growth and Nsym were not affected by ρco2. However, the N efficiency was higher under elevated ρco2 (higher plant dry mass at lower N concentration), most likely due to a different N allocation within the plant (between sinks). Questions arising from these results are discussed in view of developing further investigations.
- Inducción floral y latencia de las yemas del olivo (Olea europaea L.)Publication . Ramos, António SantosLa presente Tesis profundiza en el papel de la acumulación de frio invernal sobre los procesos de inducción floral y latencia de las yemas del olivo y su relación con los factores que condicionan a expresión de su naturaleza reproductora. Utilizando estaquillas de ‘Manzanillo de Sevilla’ con 3 nudos, muestreadas en árboles con alta (ON) o escasa (OFF) producción, se ha podido determinar que: a) la carga del árbol del año previo determina el nivel máximo de la floración de retorno; b) la yemas de los árboles OFF, que manifiestan desde el verano un fenómeno de paralatencia, entran progresivamente en endolatencia durante el otoño; durante la salida del reposo (eliminación de la endolatencia) que ocurre en Córdoba desde la primera mitad de enero hasta la primera mitad de febrero, se solapa la endo- y la paralatencia; c) las yemas de los árboles ON no entran en endolatencia y quedan inhibidas por la hoja adyacente (paralatencia) durante el periodo invernal, no necesitando acumular frio para brotar; d) el establecimiento de la endolatencia (en otoño) y la completa satisfación de las necesidades de frio para eliminar la endolatencia son factores críticos para la expresión de la naturaleza reproductora de las yemas de los árboles OFF; e) a la salida del reposo, las yemas de los árboles OFF y ON presentan un patrón de desarrollo morfológico distinto, que configura un proceso de diferenciación de las inflorescencias y no de inducción floral y f) durante la salida del reposo, el desarrollo reproductor de las yemas necesita condiciones muy estrictas para expresarse, por lo que las temperaturas altas y la defoliación desde el establecimiento de la latencia hasta la completa satisfación de las necesidades en frio para la salida del reposo y la oscuridad durante el proceso morfogenético de diferenciación de las inflorescencias interfieren en la capacidad de las yemas de los árboles OFF para expresar su naturaleza reproductora, induciendo latencia secundaria o crecimiento vegetativo.
- Efeito da suplementação energética e azotada na digestibilidade e na cinética da fermentação in vitro de alimentos fibrososPublication . Rodrigues, A.M.Na primeira parte do trabalho efectuámos uma revisão bibliográfica abordando algumas particularidades da alimentação dos ruminantes, animais que desempenham um papel determinante na manutenção dos sistemas de agricultura sustentada (Capítulo 2). No Capítulo 3 demos ênfase à caracterização da estrutura da parede celular e aos factores que afectam a sua digestibilidade. Desenvolvemos depois (Capítulo 4) aspectos relacionados com os processos de degradação da parede celular. Os microrganismos presentes no rúmen, produzem uma multiplicidade de enzimas que conferem ao ecossistema ruminal particularidades específicas que permitem ao ruminante utilizar alimentos fibrosos. No Capítulo 5, abordámos o metabolismo azotado da população microbiana do rúmen, referindo aspectos relacionados com a síntese dos seus constituintes azotados, com a degradação do azoto proteico e não proteico e com a eficiência microbiana e crescimento. Na parte experimental do nosso trabalho analisámos os efeitos que diferentes níveis de suplementação de dois alimentos forrageiros, com uma fonte azotada (ureia) e uma fonte energética (polpa de citrinos desidratada), tiveram na cinética de fermentação in vitro e na digestibilidade in vitro daqueles alimentos fibrosos. Para o efeito usámos um feno de prado natural e uma palha de trigo que foram estudados individualmente ou em mistura com a polpa de citrinos desidratada e/ou ureia. A cinética de fermentação foi determinada utilizando o método da produção de gás, com as amostras a serem incubadas durante 96 horas com licor de rúmen mais uma solução nutritiva tampão. O modelo logístico de duas fases foi utilizado para descrever a cinética de fermentação in vitro. Numa primeira fase (Capítulo 6), verificámos que a adição de ureia, entre valores que variaram de 1,43% a 3,91% da MS, provocou o aumento do tempo de latência e uma progressiva diminuição dos valores obtidos para o volume de gás produzido e para a taxa máxima de produção de gás das primeira e segunda fases de fermentação, e para o volume total de gás produzido durante as 96 horas de incubação. A adição de polpa de citrinos melhorou significativamente a produção de gás e a taxa máxima de produção de gás da primeira fase de fermentação e o volume total de gás produzido durante o período de incubação, reflectindo maior actividade microbiana no início da incubação do susbtrato. A ureia, como única fonte azotada suplementar de fenos e palhas, só deverá ser adicionada se também for usado umsuplemento energético. Com excepção dos substratos em que só foi utilizada polpa de citrinos+ureia, a produção de gás na segunda fase de fermentação foi significativamente maior do que na primeira fase. No Capítulo 7, verificámos que os resultados médios obtidos para as digestibilidades in vitro da MS e do NDF, determinadas após 48 horas e 96 horas de incubação, foram idênticos. Analisando caso a caso, encontrámos diferenças significativas em 58,3% dos substratos. Verificámos que, os coeficientes de correlação e de determinação calculados entre a digestibilidade in vitro da MS e do NDF ao fim de 48 horas de incubação e os parâmetros que definem a cinética de fermentação e o conteúdo das amostras em NDF, ADF, hemicelulose e celulose, foram mais elevados do que quando se considerou digestibilidade in vitro após 96 horas de incubação. Concluímos que, enquanto não estiverem disponíveis maior número de resultados, a digestibilidade da MS e do NDF deve ser sempre calculada após 48 horas de incubação. Os coeficientes de determinação muito elevados entre a digestibilidade in vitro da matéria seca após 48 horas de incubação e o volume de gás produzido na primeira fase de fermentação, a taxa máxima de produção de gás na primeira fase e o volume total de gás durante o período de incubação permitiram calcular equações de regressão (0,9690,852), que poderão ser utilizadas para estimar, com rigor, a digestibilidade in vitro da matéria seca dos alimentos a partir de alguns valores que definem a cinética de fermentação in vitro. A partir dos coeficientes de correlação negativos elevados, determinados entre a fracção ADL das amostras e a digestibilidade in vitro da MS (r=-0,901) e do NDF (r=-0,622), concluímos que a lenhina influenciou negativamente a digestibilidade dos substratos. O modelo logístico de duas fases permitiu estimar com precisão os parâmetros que definem a cinética da fermentação in vitro mesmo utilizando substratos com uma composição química muito diferente. Os coeficientes de determinação (r2) calculados foram muito elevados variando entre 0,998 e 0,989. Determinámos coeficientes de correlação elevados (0,7970,614) entre o tempo de latência e a quantidade de NDF, ADF, ADL, hemicelulose e celulose presente na amostra. Verificámos que a quantidade de substrato efectivamente degradado necessária para a produção de 1 ml de gás, diminuiu com o aumento da digestibilidade in vitro dos alimentos e determinámos uma correlação elevada entre a quantidade de substrato efectivamente degradado, e os volumes de gás produzidos na primeira fase de fermentação e durante todo o período de incubação.
- Avaliação dos factores limitantes à obtenção do estatuto de área indemne de brucelose nos pequenos ruminantes no sul da Beira Interior (Portugal)Publication . Martins, ManuelA presente investigação, sobre a brucelose nos pequenos ruminantes, decorreu na área de intervenção da Organização de Produtores Pecuários do distrito de Castelo Branco (OVIBEIRA). Foi construída uma base de dados acoplada a um sistema de informação geográfico para avaliar o Programa de Erradicação da Brucelose nos Pequenos Ruminantes, no quinquénio 1994 - 1999. A análise preliminar, detectou deficiências no registo e na comunicação de dados, nomeadamente na identificação de Produtores e de animais. A análise espaço-temporal, identificou um agregado-mais provável de casos de brucelose, que engloba o concelho de Idanha-a-Nova - exceptuando as freguesias de Penha Garcia e de Monfortinho - e as freguesias do concelho de Castelo Branco adjacentes ao concelho de Idanha-a-Nova. Foi avaliada a estratégia de utilização dos testes serológicos e a metodologia de certificação do estatuto sanitário dos rebanhos. Um estudo observacional retrospectivo, identificou os principais factores de risco que contribuem para a ocorrência e/ou a perpetuação da infecção brucélica: compra de fêmeas; partos em Março; separação de fêmeas no parto e presença de cães. A obtenção do estatuto de zona geográfica indemne de brucelose, dependerá da melhoria dos sistemas informativos, dos critérios que fundamentam a certificação sanitária, do maneio dos rebanhos e da dinâmica futura de educação sanitária dos Produtores
- Genetics of pinus pinaster Aiton with cytoplasmic and nuclear markersPublication . Ribeiro, M.M.A.This thesis summarizes and discusses results of three studies in which biochemical and molecular techniques were used to study the genetic variation in Pinus pinaster. In particular, the investigation focused on: (i) the within- and among-population genetic diversity in the region hypothesised as a putative refugium for the species during the last glaciation; (ii) the comparison of nuclear and cytoplasmic estimates of diversity within and between two regions of the species; and (iiii) the design of a test for provenance identification using knowledge about the levels of genetic variation between the two regions. The distribution of the genetic variation of P. pinaster in Portugal, as revealed by chloroplast microsatellites (cpSSR), indicated that there are low levels of differentiation among populations and that the diversity is found mainly within populations. No discernable geographic pattern was found. Evidences of strong anthropogenic influence associated with extensive gene flow could explain these findings. Fossil, charcoal and palynological records supported the presence of the species in Portugal before and during the last glaciation; therefore, the hypothesis of a putative refugium in this country cannot be excluded. The genetic variation of 24 populations from France and Portugal was investigated with amplified fragments length polymorphisms (AFLPs) and cpSSRs. Both types of markers could discriminate between the two provenances and the diversity of the French provenance was higher compared with that from Portugal. Similar differentiation estimates were found with nuclear and cytoplasmic markers. Extensive gene flow could account for this result, but higher mutation rates and homoplasy at cpSSR loci are not to be excluded. Despite the different modes of inheritance, a high correlation was found between the genetic distances matrices with both types of markers, which suggests that migration surpassed genetic drift in moulding the genetic structure of this species in the regions studied. A provenance diagnostic test was designed, based on cpSSRs, to screen the putative origin of stands of P. pinaster in southwestern France and compared with the currently used terpene-based test. Five stands of unknown origin were diagnosed with both tests. The cpSSR-based test proved to be faster and more accurate to determine if stands were of French or northwest Iberian (Portugal and Galicia) origin. The result obtained was probably due to the higher capability of the DNA-based markers to discriminate between both provenances, compared to that of the terpene markers.
- Aperfeiçoamento de sistemas de classificação da vegetação sob a perspectiva do seu interesse faunístico recorrendo a critérios estruturais em sistemas agro-florestais - Dois casos de estudo (Apostiça e Évora)Publication . Quinta-Nova, L.C.Em Ecologia das Comunidades sempre existiu um interesse em estudar as relações entre a abundância das espécies de aves e os atributos estruturais da vegetação. No entanto, existem poucos estudos que abordem explicitamente a possibilidade de aperfeiçoamento dos métodos de classificação da vegetação com base na sua utilização como habitat por parte de espécies faunísticas. O objectivo principal do presente estudo foi a identificação das medidas dos atributos da vegetação com maior influência na presença de espécies avifaunísticas em agrossistemas no Sul de Portugal. Esta abordagem classificativa dos tipos de habitat permite o desenvolvimento de estratégias de gestão desses agrossistemas sob a perspectiva da conservação da natureza. Foram definidos quatro transectos lineares localizados em Évora (Santa Sofia e Valverde) e Apostiça (Lagoa do Golfo e Marco do Grilo). Mediu-se um conjunto de variáveis com o intuito de descrever os atributos da vegetação que a caracterizam como habitat. O levantamento da avifauna foi realizado com recurso ao método de transectos lineares com distância variável. Recorreu-se à utilização de métodos de análise multivariada de forma a relacionar a presença/ ausência de comunidades avifaunísticas com os diferentes atributos estruturais da vegetação, designadamente a sua estrutura vertical, a percentagem relativa aos diversos tipos de coberto vegetal e índices de diversidade. Através de métodos de regressão simples analisou-se, ainda, a relação entre a diversidade avifaunística e os descritores estruturais e de diversidade da vegetação. Definiram-se gradientes fisionómicos a partir das variáveis estruturais, verificando-se que as comunidades de aves respondem a estas diferenças e que a diversidade que as caracteriza está relacionada com os gradientes de cobertura dos estratos arbóreo e arbustivo.
- Estudo da dinâmica do crescimento e produção dos povoamentos naturais de pinheiro bravo na região de Castelo BrancoPublication . Alegria, C.M.M.Desenvolveu-se um modelo de crescimento e produção ao nível da árvore individual , o PBIRROL, para os povoamentos puros de pinheiro bravo, de estrutura irregular, originados por regeneração natural, no concelho de Oleiros.Os dados foram recolhidos em 30 parcelas circulares de 1000m2, ao longo de três anos consecutivos, durante o repouso vegetativo. As árvores nas parcelas foram identificadas através de um sistema de coordenadas polares por forma a possibilitar o estudo dos efeitos da competição no crescimento da árvore individual. Simultaneamente, realizaram-se medições em árvores em crescimento livre com vista à avaliação do crescimento potencial da espécie no concelho de Oleiros.Do estudo da dinâmica do crescimento e produção neste tipo de povoamentos, resultou a concepção do modelo PBIRROL que é constituído pelos sub-modelos: qualidade de estação, crescimento anual em diâmetro com casca de árvore individual, idade da árvore individual, crescimento anual em altura dominante, proporção média da copa, lista de árvores futura (ingresso, mortalidade e cortes), altura total da árvore individual e volume total e volumes mercantis da árvore individual.O modelo PBIRROL apresentou, na generalidade, bons níveis de ajustamento e de precisão, com excepção dos sub-modelos para a predição da lista de árvores futura na medida em que a amostra utilizada não incluiu dados de ensaios de desbastes e estudos de regeneração.
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