Cláudia Maria Furlan.

O curso Botânica no Inverno é uma iniciativa dos alunos de pós-graduação do Departamento de Botânica do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP), destinado a graduandos e recém-graduados em diferentes Instituições de Ensino Superior de todo o Brasil, e que tenham interesse em Botânica, buscando promover o contato dos graduandos e recém-graduados com laboratórios e linhas de pesquisa do Departamento de Botânica do IB-USP. O curso é oferecido anualmente, em julho ou agosto.

O curso Botânica no Inverno é uma iniciativa dos alunos de pós-graduação do Departamento de Botânica do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP), destinado a graduandos e recém-graduados em diferentes Instituições de Ensino Superior de todo o Brasil, e que tenham interesse em Botânica, buscando promover o contato dos graduandos e recém-graduados com laboratórios e linhas de pesquisa do Departamento de Botânica do IB-USP. O curso é oferecido anualmente, em julho ou agosto.

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We aim to study and develop passive, moss-based water purification for reducing metal and nutrient leakage caused by land use change. Clean water is a crucially important natural resource in Finland. However, the aquatic ecosystems are threatened by multiple stressors due to climate change and increasing land use. As a result, the amount of nutrients and metals increase in the catchments, which slows down the organic matter decomposition and disrupts the biodiversity of aquatic ecosystems. This results in increased water brownification and acidification, eventually threatening the quality of drinking water. There is an urgent need for sustainable and cost-effective water treatment solutions in the cold conditions of the Arctic. Our recent results have shown that floating-hook moss is efficient in accumulating nitrogen and metals from wastewater in cold conditions. Specifically, we have shown that the moss precipitates iron in the hyaline cells, promoted by microbes colonizing in the moss tissues. Therefore, the floating-hook moss is a highly promising candidate for reducing metals and nutrients from brownified water. However, the extent to which floating-hook moss can purify brownified water, or if other mosses are more efficient in the phytoremediation, is not known. In PUREWA, we aim to 1) Identify the most efficient moss-microbe combinations for reducing metal and nutrient concentrations in brownified water, 2) Understand the metabolic processes occurring within the moss tissues during phytoremediation, 3) Develop tools, and 4) Formulate recommendations on using mosses in phytoremediation. To reach the goals, we will test three moss species in phytoremediation of brownified water and analyze the water chemistry and moss growth. From the best performing moss, we will analyze the transcriptome and metabolome to study the mechanism of phytoremediation. To assess the participation of microbial symbionts, we will analyze the moss microbiome, isolate endophytic microbes, sequence their genomes and characterize their phytoremediation properties. We will then inoculate best microbial candidates to the moss tissue for generating and testing a moss-based unit for phytoremediation of brownified water. Our project results are crucial to formulate recommendations for landowners or stream restoration programs, and to enable production of homogeneous, reliable moss material for phytoremediation purposes of water.

Objetivo de dvaliar os efeitos da poluição atmosférica em espécies de plantas nativas da Mata Atlântica em Congonhas (MG) por meio do biomonitoramento ativo e passivo. Adicionalmente, buscamos avaliar por meio de uma abordagem multidimensional a relação de poluição atmosférica no contexto - solo-atmosfera-planta.

As briófitas são consideradas pioneiras na transição do ambiente aquático para o ambiente terrestre. São capazes de habitar os mais variados substratos em condições ambientais de comuns a extremos, fazendo que estejam presentes em praticamente todos os ecossistemas terrestres. Mesmo sendo o segundo grupo mais diverso de plantas terrestres e importante em muitas farmacopeias, principalmente em países da Ásia, ainda são poucos os estudos sobre a fisiologia, ecologia e química de briófitas. Devido a sua natureza poiquiloídrica e avascular, percebem rapidamente as mudanças ambientais, surgindo como sistemas-modelo-chave, incluindo um grande número de espécies revivescentes, que são tolerantes à dessecação e podem fornecer informações sobre a sobrevivência à extrema limitação de água. O objetivo deste estudo é acessar populações da espécie Sphagnum magellanicum, um musgo, de ocorrência natural em duas regiões geograficamente distintas: Mata Atlântica em São Paulo (região subtropical) e extremo Sul do Chile (Patagônia). Amostras dessas populações serão coletadas e comparadas com relação aos seus constituintes químicos empregando a abordagem metabolômica untargeted aliada a redes de moléculas. Dessa forma, pretende-se entender como a influência de domínio fitogeográfico influencia no metaboloma desse musgo.

Nos últimos 50 anos, as megacidades aumentaram mais de dez vezes, abrigando mais da metade da população mundial, cujos desafios têm a poluição do ar no topo da lista, representando mais de 5 milhões de mortes por ano em todo o mundo, principalmente, devido ao MP2,5. Embora a natureza antropogênica da poluição do ar tenha sido considerada há muito tempo, há evidências de que a mistura entre as emissões humanas e da biosfera modificaria e até exacerbaria o efeito da poluição antropogênica no meio ambiente e na saúde. O efeito da biosfera-atmosfera ganharia importância no contexto da redução de emissões de fontes móveis tradicionais e do aquecimento global que deve aumentar as emissões biogênicas em escala global. MASP no sudeste do Brasil é emblemático dessas interações e ameaças: está entre as dez megacidades em todo o mundo e, apesar do avanço do controle de emissões de poluentes, está enfrentando problemas de qualidade do ar devido ao O3 e às partículas (MP10 e MP2,5). Apesar do controle de emissões de compostos orgânicos voláteis antrópicos (ACOVs), as concentrações máximas de O3 permaneceram constantes nos últimos 15 anos, levantando a questão do papel dos COVs biogênicos (BCOVs) como um de seus principais precursores. A floresta urbana verde dentro da cidade e também a Mata Atlântica ao seu redor, totalizam ~ 30% do território total do MASP e possui clima subtropical, favorecendo emissões biogênicas e processos fotoquímicos. Tomando o MASP como um alvo natural de laboratório, o projeto franco-brasileiro BIOMASP+ é uma oportunidade única para reduzir lacunas na nossa compreensão dos processos atmosféricos, resultantes da complexa mistura urbana antropogênica e biogênica.

Devido à rápida mudança climática que ocorre atualmente na Terra, existe uma necessidade urgente de novas estratégias na agricultura para atender às necessidades do consumo humano. Entender como plantas em ecossistemas naturais respondem às mudanças climáticas é tão importante quanto a compreensão de como as nossas culturas atuais, geneticamente limitadas, respondem às mudanças climáticas. Ao entender como as estratégias de defesa evoluíram em grupos ecologicamente relevantes de plantas terrestres, podemos mapear traços químicos para as filogenias existentes. Esta proposta faz parte de uma colaboração bilateral entre a Universidade de São Paulo e a Universidade de Wollongong (Austrália). Ao combinar conhecimentos de pesquisadores da USP e UOW, através de botânica, ecologia vegetal e química, poderemos criar massa crítica de pesquisadores necessária para elucidar o metaboloma de defesa vegetal. Estamos interessados em como o metabolismo secundário de defesa evoluiu de musgos, grupo basal de plantas terrestres, para as plantas com flores. Compreender a filogenia destes metabólitos proporcionará informações vitais sobre a capacidade de adaptação ao clima em mudança global. Esta proposta visa analisar e comparar a composição de polifenóis e o estado redox de Sematophyllum adnatum ocorrendo em dois domínios fitogeográficos brasileiros (Mata Atlântica e Cerrado). Além disso, analisaremos Ceratodon purpureus ocorrendo naturalmente no Brasil em comparação com a diversidade fenólica de populações australiana e antártica. Este será o primeiro subsídio para responder duas questões principais: Compostos fenólicos atuam como defesa antioxidante em todos os grupos de plantas terrestres? E, plantas de diferentes partes do globo e de diferentes níveis filogenéticos respondem ao estresse ambiental ativando as mesmas defesas químicas?

The aim of this project is to establish a new collaborative partnership, initially involving USP and UOW to develop and promote research with global impact through greater understanding of how the plant secondary metabolome contributes to current and future plant survival from Antarctica to the Amazon and beyond. We will use UGPN funding to develop larger projects supported by ARC and FAPESP funding in the near future.
The evolution of plant defense strategies is currently viewed within a phylogenetic perspective (Agrawal 2006): the biosynthetic machinery needed to produce plant defense must be well-conserved and this origin should be monophyletic, meaning the existence of one common ancestor for all land plants. Some questions thus arise:
a)	 How does human induced environmental change (warming, UV radiation, air pollution etc) affect the secondary metabolome in different plant groups (mosses, ferns, gymnosperms and angiosperms)?
b)	 Do phenolic compounds act as an antioxidant defense for all the main groups of land plant?
c)	Since the cuticle is one of the major innovations in the evolution of land plants, can the protective role of this layer against UV irradiation and drought stress be observed through all plant groups?
d)	 Do plants from different parts of the globe and from different phylogenetic levels respond to enhanced UV and drought stress by activating the same chemical defenses?
The team includes professors and early career researchers from the UOW Schools of Biological Science and Chemistry. All members of USP team work in the Department of Botany, Institute of Bioscience. Within both Universities the respective team members already have a history of collaboration investigating a range of plant secondary metabolites.

Lamiaceae é uma família botânica com distribuição cosmopolita que inclui cerca de 300 gêneros e 7500 espécies. As plantas dessa família são, geralmente, herbáceas e arbustivas, sendo menos frequente o porte arbóreo. São muito conhecidas por seus constituintes aromáticos, e seus óleos voláteis são objeto de interesse econômico para uso medicinal, cosmético e alimentício. Hyptis Jacq., com cerca de 144 espécies, ocorre nas regiões tropicais e subtropicais, desde a América do Norte ao Caribe e ao Sul até a Argentina. Espécies de Hyptis são conhecidas por serem usadas na medicina popular para o tratamento de diversas doenças, como gripe e constipação (H. fruticosa); doenças respiratórias (H. macrostachys); perturbações estomacais e intestinais (H. martiusii); cólica e doenças hepáticas (H. pectinata); perturbações nasais e auriculares (H. umbrosa); e para combater febre (H. suaveolens). Para o gênero já foi reportada a presença de alcaloides, terpenoides, flavonoides e saponinas. Hyptis lacustris A.St.-Hil ex Benth., Hyptis lappulacea Mart. ex Benth., Hyptis multibracteata Benth. e Hyptis radicans (Pohl) Harley & Pastore, em um estudo preliminar, apresentaram alto potencial antioxidante e alta atividade de inibição da transcriptase reversa (anti-HIV). Entretanto, pouco se avançou em relação ao isolamento das substâncias responsáveis por essas atividades biológicas. Este projeto propicia a oportunidade de descrição de novas substâncias com potencial farmacológico e traz, ainda, um caráter multidisciplinar, com a interação das áreas de química, biologia e farmacologia. A presente proposta conta com o formal envolvimento de graduandos, mestrandos e doutorandos. Como objetivos, esta proposta contribuirá para ampliar o conhecimento sobre a composição química de metabólitos secundários desse gênero e sobre o potencial antioxidante, antimicrobiano e anti-HIV de diferentes extratos, frações e sub-frações. Também fornecerá informações químicas sobre espécies pertencentes à seção Peltodon de ocorrência nos biomas cerrado e mata atlântica.

Croton L., Euphorbiaceae Juss., abriga aproximadamente 1300 espécies de plantas, amplamente espalhadas pelas regiões tropicais e subtropicais do mundo. Muitas delas são bastante reconhecidas pela sua utilização terapêutica em comunidades tradicionais para o tratamento de diversos males como problemas digestivos, inflamações, diabetes, entre outros. Tais propriedades foram ponto de partida para diversas investigações científicas sobre as propriedades fitoquímicas do gênero que vêm mostrando resultados interessantes.
A química de Croton é muito diversa. Os constituintes mais freqüentes são diterpenóides, com variados esqueletos, como clerodanos, labdanos e podocarpanos. São comuns espécies com óleos voláteis; várias espécies possuem látex de coloração vermelha, rico em proantociadinas (taninos catequínicos) e, em algumas espécies, proantocianidinas e alcalóides. Alcalóides frequentes em Croton são os também encontrados em Ranunculales, como isoboldina e glaucina; os flavonóides, em sua maioria, são agliconas de flavonóis altamente metoxilados, como a artemetina, talvez um reflexo dos métodos de extração que privilegiam solventes menos polares.
Desde 2009, a equipe de docentes do Laboratório de Fitoquímica (IB-USP) vem trabalhando com o screening de substâncias em extratos hexânico, diclorometânico e metanólico de espécies de Croton nativas do Brasil, com a realização de alguns testes de potencial antioxidante, antimicrobiano e antiproliferativo. Como resultados preliminares tem-se potencial bioativo de espécies pertencentes às seções Cleodora (Klotzch) Baill. e Cyclostigma Griseb. Nesse sentido, esta proposta reúne os projetos de duas mestrandas e tem como principal objetivo o isolamento monitorado para a identificação de diterpenos e substâncias fenólicas de folhas e caules de três espécies endêmicas do Brasil: C. vulnerarius Baill., C. echinocarpus Baill. e C. sphaerogynus Baill.. As três espécies tem o hábito arbóreo, mais um fator de seleção importante para a p

Ao decorrer das eras geológicas a concentração de dióxido de carbono (CO2) variou bastante. É inegável a importância desse gás para a sobrevivência de todos os seres vivos, porém atualmente, diante da elevada concentração deste na atmosfera surge uma situação problema: o aumento de temperatura que acarreta desequilíbrios nos ecossistemas terrestres e aquáticos. Os desequilíbrios podem ser alterações na umidade atmosférica e nos regimes de precipitação devido a um regime hidrológico mais ativo, às mudanças na circulação atmosférica e oceânica e ao aumento na capacidade de retenção de vapor de água do ar. Nas plantas essas situações alteram significativamente a sua fisiologia. Em geral, elevadas concentrações de CO2 podem gerar aumentos nas taxas de fotossíntese, incremento em biomassa e alterações bioquímicas, levando, consequentemente à alteração de produtividade de safras. Psidium guajava L. é uma espécie frutífera economicamente importante no Brasil; além disso, vem sendo utilizada como bioindicadora da presença de poluentes atmosféricos como ozônio e SO2, pois apresenta respostas características e dose-dependentes das concentrações desses poluentes. Mostra-se, dessa forma, uma espécie interessante para o estudo de respostas de espécies tropicais a elevadas concentrações de CO2 atmosférico. São poucos os estudos que relatam a ação deste gás em metabólitos secundários, substâncias importantes nas interações planta-ambiente. Pretende-se com este estudo avaliar o efeito da fumigação com CO2 na composição e quantidade de substâncias fenólicas, ceras cuticulares, carboidratos solúveis e poliaminas de mudas de Psidium guajava cv. Pedro Sato.

A busca atual por novas substâncias biologicamente ativas vem movimentando o mercado mundial em vários milhões de dólares. Neste cenário o Brasil se encontra em posição privilegiada, dada a alta biodiversidade encontrada em suas áreas naturais. Essa alta biodiversidade traz consigo uma grande diversidade química, conseqüentemente, um grande potencial de utilização de produtos naturais como fonte de fármacos ou no uso por diversos outros ramos industriais. Embora as espécies de plantas medicinais tenham despertado recentemente um maior interesse científico, principalmente direcionado para as características fitoquímicas de seus extratos, as espécies nativas da flora brasileira ainda permanecem pouco estudadas do ponto de vista citogenético e reprodutivo. O conhecimento da biologia reprodutiva e a caracterização citogenética de uma espécie fornecem as bases e indicam os rumos a serem tomados dentro de um programa de cultivo ou de melhoramento vegetal. Além disto, muitas dessas espécies ainda não foram estudadas quimicamente. Este projeto tem como objetivos principais: ampliar o conhecimento sobre citogenética, biologia reprodutiva, química e farmacologia do gênero Hyptis (Lamiaceae), que tem grande potencial medicinal; integrar docentes recém-contratados pela Universidade Federal do ABC visando o fortalecimento de pesquisas interdisciplinares e o estabelecimento de laboratórios de enfoque biotecnológico nesta recém-criada Universidade.

As macroalgas constituem um dos grupos de maior diversidade dentre os organismos fotossintetizantes, representando um recurso natural estratégico para o desenvolvimento biotecnológico no país. A procura pelo entendimento dos processos biológicos e pela potencialidade de exploração da biodiversidade tem sido um aspecto de interesse de pesquisadores e empresas. Uma abordagem integral da fisiologia das macroalgas é fundamental para subsidiar a integração de conhecimentos fisiológicos, bioquímicos e moleculares e contribuir na seleção de linhagens, estimular a biossíntese de substâncias, aprimorar a implementação de sistemas de cultivo, propor modelos de estudo para regulação metabólica, auxiliar no planejamento de abordagens moleculares e selecionar espécies potenciais para aplicações biotecnológicas. Assim, estudos dos processos fisiológicos subjacentes aos danos provocados por estresse e dos mecanismos de tolerância e aclimatação das algas contribuem para o avanço do conhecimento científico e tecnológico da ficologia básica e aplicada e são de grande importância para a exploração, o manejo e a maricultura de espécies de interesse econômico. O presente projeto visa caracterizar as respostas biológicas de algumas espécies de macroalgas bentônicas desde uma perspectiva integrativa (fisiológica, bioquímica e molecular), tentando relacioná-las com alguns aspectos de mudanças climáticas globais e identificando potenciais biomoléculas de interesse comercial. Com esse intuito, tenta-se congregar diferentes visões científicas frente a dois aspectos fundamentais das macroalgas: (a) estudar a fisiologia e expressão gênica de algumas macroalgas sob algumas condições de laboratório (ex. intensidade de luminosa) e (b) caracterizar o perfil bioquímico de algas com potencial de bioprospecção.

Este projeto tem por objetivo avaliar perfis de expressão gênica diferencial em mudas fumigadas com ozônio. Tem como intenção comparar os perfis com os ja obtidos para mudas submetidas ao estresse hédrico e a indução mecânica. Alem da cDNA-AFLP também é proposto o uso de SSH.

Perfil químico de espécies nativas de Croton com análises moleculares (AFLP e sequenciamento). Participo orientando alunos de IC nas análises de metabólitos secundários como flavonóides, diterpenos, alcalóides e óleos voláteis. (FAPESP 07/02518-6 vigência 01/07/2008-30/06/2010).

Utilização de dados de AFLP e dados químicos na caracterização de populações de Annono crassiflora de ocorrêcia em diferentes regiões de Cerrados. Neste projeto colaborei na orientação da aluna de doutorado Anary nas análises de AFLP. (FAPESP 07/06511-6 vigência 01/04/2008-31/03/2009)

Avaliação de processos bioquímicos e metabólicos em macroalgas bentônicas de importânica econômica. Neste projeto de colaboração com o Laboratório de Algas Marinhas (IB-USP) participei orientando análises de expressão gência e de pigmentos fotossintetizantes. (Processo FAPESP 05/57986-9 vigência 01/07/2006-30/06/2009)

Investigação de respostas de Psidium guajava a presença de ozônio financiado pelo CNPq (Edital Universal 2008). Colaborei com análises de expressão gênica diferencial das mudas expostas a diferentes áreas de São Paulo com concentrações diferentes de ozônio.

Utilização de várias espécies bioindicadoras na análise da presença de compostos do smog fotoquímico na cidade de São Paulo. Neste projeto, colaborei orientando a aluna de IC Adriana Sandre (bolsista IC FAPESP) na realização de análises de metabólitos secundários em mudas de Psidium guajava expostas na cidade de São Paulo. (FAPESP 05/51169-9 vigência 01/02/2006-31/01/2009).

Durante a estadia de 6 meses do professor Xavier Marquinez Casas, da Universidade Nacional da Colômbia, colaborei na orientação de análises de AFLP do gênero Drimys.

Várias análises químicas, bioquímicas e metabólicas em espécies exóticas e nativas expostas à poluição atmosférica de Cubatão. Participei deste projeto ainda como estagiária de aperfeçoamento científico. Mais tarde, pude contribuir com o desenvolvimento da minha dissertação de mestrado e tese de doutorado.