CLEIVER ROGÉRIO RECCHIA Influencia da Stevia reubadiana na germinação do milho e da soja Cascavel Paraná 2008 1 CLEIVER ROGÉRIO RECCHIA Influencia da Stevia reubadiana na germinação do milho e da soja Trabalho de Conclusão de Curso como um dos pré-requisitos ao grau de Bacharel em Ciências Biológicas da Faculdade Assis Gurgacz - FAG ORIENTADOR: MSc. CLAUDIA TATIANA ARAÚJO DA CRUZ SILVA Cascavel Paraná 2008 2 AGRADECIMENTOS Simone, Angenor e Flavio por me arranjassem todos os materiais vegetais utilizados nos experimentos; Aos colegas de sala e em especial à Raquel pela sua espontaneidade na ajuda com o TCC; Professor Renato Cassol Oliveira pela introdução as plantas medicinais e Zoologia; Professor Robson Michael Delai pelo seu esforço a Biologia; Professora Claudia Tatiana Araújo da Cruz Silva principalmente pela apresentação da Fisiologia Vegetal e a coordenação deste trabalho; Professora Bianca Pierina Carraro pelas aulas e por participar da banca do TCC; Aos colaboradores dos laboratórios e da fazenda escola; E a todo o corpo docente pela contribuição no meu aprendizado e a Instituição de Ensino; Alvaro Largura pela oportunidade oferecida; Minha família que sempre me apoiou. 3 Sumário 1 RESUMO______________________________________________________________ 2 INTRODUÇÃO_________________________________________________________ 4 MATERIAL E MÉTODOS________________________________________________ 6 RESULTADOS E DISCUSSÃO____________________________________________ 9 CONCLUSÃO__________________________________________________________ 9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS_______________________________________ ANEXO : NORMAS DA REVISTA SEMINA________________________________ 12 4 Influencia da Stevia reubadiana na germinação do milho e da soja Influence of Stevia reubadiana on maize and soybean germination Cleiver Rogério Recchia1*, Cláudia Tatiana Araújo da Cruz-Silva2 Resumo A Ecofisiologia é uma área do conhecimento associada ao desenvolvimento sustentável, buscando alternativas para o aumento da produtividade. As plantas produzem substâncias químicas que afetam outras plantas. A estévia contém o esteviol que possui estrutura química similar a giberelina, com atividades favoráveis ao estímulo da germinação e crescimento caulinar. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da estévia sobre a germinação e o desenvolvimento do milho e da soja. Nos bioensaios conduzidos em casa de vegetação foram aplicados sobre superfície partes secas de estévia nas concentrações 0; 0,5; 1 e 4g/cm². Em laboratório, aplicados os extratos aquosos obtidos por infusão e extrato estático, nas concentrações de 0,0; 1,0; 2,0 e 4,0%. Após 30 dias de cultivo em casa de vegetação, foi verificado que a utilização da estévia sobre o milho resultou em um efeito estimulante no desenvolvimento do sistema radicular nas concentrações a 2 e 4% em relação ao controle. Após 7 dias em laboratório a soja tratada com infusão apresentou um efeito estimulante no comprimento médio da radícula na concentração de 2%. O milho nesta mesma concentração teve o efeito estimulante para a infusão e casa de vegetação, no método de extrato estático os resultados divergiram aos demais métodos. Palavras-chave: Stevia reubadiana, Zea mays, Glycine max 1Graduando em Ciências Biológicas – Bacharelado, Faculdade Assis Gurgacz (FAG). E-mail: [email protected] 2Bióloga Mestre em Botânica, Faculdade Assis Gurgacz (FAG). E-mail: [email protected] * Autor para correspondência. 5 Abstract The ecofisiology is an area of knowledge associated to the sustainable development, searching alternatives for productivity growing. The plants produce chemical substances that affect other plants. The estevia contains steviol, which have a chemical structure similar to the gibberellins, with favorable activities for the germination stimulation and stem growing. The objective of this work was to evaluate the effects of estevia on the germination and the development of maize and soybean. On the bioassays conducted in vegetation house, were applied on soil dry parts of stevia on the concentration of 0; 0,5; 1 and 4g/cm². In laboratory applied the watered extracts obtained by infusion and static extract, in the concentrations of 0,0; 1,0; 2,0 and 4,0%. After 30 days of culture in vegetation house, was verified that the utilization of stevia on the maize resulted on a stimulating effect of the radicle system on the concentrations at 2% and 4% compared to control. After 7 days in laboratory the treated soybean with infusion has presented a stimulating effect on the medium length of the radicle on the concentration of 2%. The maize in the same concentration had the stimulating effect for infusion and vegetation house, in the static extract the results diverge from the other tests. Key words: Stevia reubadiana, Zea mays, Glycine max Introdução Algumas plantas produzem compostos do metabolismo secundário que atuam inibindo ou favorecendo o processo germinativo bem como o processo de divisão celular. Estes compostos são conhecidos como alelopáticos. O termo alelopatia refere-se à capacidade que as plantas têm de interferir no desenvolvimento de outras plantas, por meio de substâncias que liberam na atmosfera ou, quase sempre, no solo (MEDEIROS, 1990; FERREIRA & BORGHETTI, 2004). A Stevia reubadiana (Bert.) Bertoni é um arbusto dicotiledôneo cujas principais substâncias de interesse de estudo são glicosídeos diterpênicos (FILHO et al, 2004) os compostos edulcorantes encontrados nas folhas da estévia são glicosídeos do tipo diterpenos (esteviol-glicosídeo), sintetizados através de uma via muito semelhante a via biossintética do ácido giberélico, um 6 importante regulador do crescimento vegetal. As vias do esteviol-glicosídeo e giberelinas divergem a partir do caureno. Na estévia, o caureno é convertido para esteviol, seguido de uma glicosilação ou ramnosilação para formar os principais compostos adocicados. Os compostos precursores são sintetizados nos cloroplastos, então transportados para o retículo endoplasmático e em seguida para o complexo de Golgi e vacúolo (BRANDLE et al., 2004). Os derivados do esteviosídeo possuem estrutura química similar a das giberilinas. Estudos mostram que diterpenos glicosilados, derivados do esteviosídeo induzem atividades fisiológicas favoráveis como: promoção de crescimento, aceleração do florescimento, quebra de dormência, estimulação da germinação e aumento da produção de frutos. Estes compostos têm a vantagem de serem solúveis em água enquanto que as giberilinas são poucos solúveis (IWAMURA et al, 1984). Para que ocorra a germinação é necessário a reidratação das sementes; o aumento da respiração; produção de enzimas que digerem as reservas nutritivas nas sementes, possibilitando sua assimilação para o crescimento e diferenciação dos tecidos (CARVALHO & NAKAGAWA, 2000). O processo de germinação das sementes apresenta três fases, sendo a primeira, a mais rápida, com aumento na intensidade da respiração, proporcionando a degradação das substâncias de reserva; na segunda fase, não se tem tanta absorção de água e as substâncias degradadas dos tecidos de reserva são transportadas para os tecidos meristemáticos; e finalmente na terceira fase o eixo embrionário inicia seu crescimento, graças a reorganizações das substâncias, transportadas na segunda fase, para a formação do protoplasma e das paredes celulares (CARVALHO & NAKAGAWA, 2000). Para o trabalho foram escolhidas para serem germinadas as sementes de milho (Zea mays L.) e soja (Glycine max (L.) Merril.) pela importância das respectivas culturas para a alimentação humana e animal. Pela alta exploração rural destas plantas na região do Paraná. Segundo descrito por TSUNECHIRO & FREITAS (2001) trata-se das duas culturas temporárias (anuais) de maior área plantada no País, representando, a soja e o milho respectivamente, 37,1% e 33,1% da área de grãos (cereais, leguminosas e oleaginosas). 7 O objetivo deste trabalho foi avaliar de forma experimental o efeito da estévia sobre a germinação e o crescimento radicular e da parte aérea do milho e soja, que foram conduzidos em casa de vegetação e também em câmara de vegetação. Material e Métodos A pesquisa foi realizada no laboratório de botânica e em casa de vegetação da FAG (Faculdade Assis Gurgacz) em Cascavel – PR, localizada na latitude 24º 56’ 09” e longitude 53o 30’ 01’’, com altitude de 700 m. As plantas de estévia (Stevia reubadiana (Bert.) Bertoni) utilizadas devido ao seu potencial alelopático foram doadas pela Empresa Yanten, situada na cidade de Medianeira, Paraná. Recomenda-se a colheita no início da floração, quando cinco por cento dos botões florais estiverem abertos, pois coincide com o máximo teor de esteviosídeo nas folhas (FILHO et al, 2004). A colheita ocorreu com mais de 50% dos botões abertos e as plantas tinham bom aspecto, inflorescência com coloração amarronzada e no outono. A secagem ocorreu em estufa a 34ºC por 23 horas, sendo utilizadas as folhas, os botões florais e alguns galhos menores e mais finos, espedaçados até ficarem com alguns milímetros de área. As sementes de milho (Zea mays L. variedade CD 321) e soja (Glycine max (L.) Merril variedade CD 216), utilizadas como plantas receptoras, foram doadas pela COODETEC (Cooperativa Central de Pesquisa Agrícola), foram tratadas com fungicida Orthocide. Bioensaio em Casa de Vegetação No plantio do milho foram utilizados sacos de plástico preto de 1 Kg, já furados de fábrica. O substrato utilizado foi terra vegetal (Terra Vegetal Vitaplan). Foram realizadas quatro repetições por tratamento com dez sementes de milho em cada. As sementes foram enterradas cerca de um centímetro. Nos tratamentos utilizaram-se as partes secas da estévia, aplicadas em quatro concentrações baseados em cultura-campo: 0, ½ , 1 e 4 t/ha. (toneladas por hectare) sobre a 8 superfície, ou seja, sem incorporação ao solo. A Unidade t/ha foi substituída diretamente para 0, ½ , 1 e 4 g/cm². O período utilizado para o procedimento foi de 30 dias. No sexto dia após a germinação houve o raleio deixando somente cinco plântulas por repetição. A concentração a 4% não chegou a germinar cinco sementes em todas as repetições, com isso em três repetições foram somente quatro plântulas que chegaram ao final do experimento. Bioensaio em Laboratório Toda a vidraria utilizada no experimento, assim como o papel germiteste foram autoclavados a 121ºC, a 1 atm, por quinze minutos (15’). Os extratos foram obtidos de partes secas da estévia (Stevia reubadiana (Bert.) Bertoni), a partir das quais foram preparados dois tipos de extratos aquosos: infusão e extrato estático. O material vegetal foi pesado em balança de precisão, colocado em erlenmeyer (500 mL). Para o preparo do extrato por infusão foi adicionado ao recipiente com as partes secas da planta água destilada fervida em placa de aquecimento. O recipiente foi hermeticamente fechado e deixado em repouso por 30 minutos. Para a obtenção do extrato estático foi utilizado um bécker contendo as partes secas da planta e acrescentado água destilada, deixando repousar por 24 horas. Após foi realizada a filtragem, para ambos os extratos, obtendo-se um extrato aquoso bruto a partir do qual foram feitas as diluições 0, 1, 2 e 4%. Foram adicionadas em cada caixa de gerbox 30mL de cada extrato aquoso, duas folhas de papel filtro (germiteste) e sobre os papéis adicionadas 25 sementes. As caixas foram colocadas randomicamente em BOD a 20±1ºC e com fotoperiodismo de 16 horas claro x 8 horas escuro para a infusão e BOD a 22±1ºC com fotoperiodismo de 12 x 12 para o extrato estático, ambos por sete dias. No último dia dos experimentos foi necessário adicionar água destilada para evitar que os papeis gemiteste ficassem secos, afetando os resultados. Variáveis avaliadas 9 Nos experimentos em condições de laboratório foram avaliadas as seguintes variáveis para o milho e a soja: Porcentagem de germinação (%G); índice de velocidade de germinação (IVG), comprimento da raiz principal, da parte aérea e a soma entre os dois resultando para o indicador, planta. No experimento em casa de vegetação, testado somente o milho, as variáveis foram as mesmas da câmara de germinação. O IVG foi calculado conforme a fórmula proposta por Maguire (1962), sendo a seguinte: IVG = ∑Gn/Nn, onde G é número de sementes germinadas e N é o número de dias (ou horas) após a semeadura. Para avaliar se poderia ser utilizada a Análise de Variância, todos os bioesaios foram submetidos ao teste H de (Hartley), onde segundo (Lopes, 2007) se Hcal. ≥ Htab., rejeita-se a hipótese de homogeneidade de variâncias entre os grupos. Hcal. é obtido dividindo a variação máxima pela mínima e Htab. pela tabela de valores críticos da estatística H proposta por Pearson & Hartley (1970). Testada a casa de vegetação separada dos bioensaios em laboratório e para os dois, o Htab. encontrado foi maior que o Hcal., com isso no lugar da variância entraram o coeficiente de variação (CV) e variação por grupo. Resultados e Discussão A alelopatia, interação química entre plantas ou destas com microrganismos, é uma área da ecologia e/ou da ecofisiologia, das mais complexas. As interações e variabilidade de respostas aproximam-se do caos, este tomado na sua definição de eventos probabilísticos (GLEICK,1990). Após 30 dias de cultivo em casa de vegetação, foi verificado que a utilização das partes secas da estévia (Stevia reubadiana (Bert.) Bertoni) sobre o milho resultou em um efeito estimulante no sistema radicular nas concentrações a 1 e 4g/cm² em relação ao controle (Tabela 1), foi o crescimento mais linear se comparando com outros bioensaios do mesmo trabalho (Figura 1) gerando o melhor coeficiente de variação (CV) e melhor variação se comparando com os demais grupos. A concentração a 1g/cm² resultou na planta o comprimento médio 4cm superior que o controle e 7cm que a dose 0,5g/cm². A concentração a 4g/cm² houve a geração das maiores plantas, 10 mas com a pior discrepância, tendo 15% de não germinação das sementes após o raleio. Segundo Pires (2001) houve pouca interferência do extrato sobre o desenvolvimento da parte aérea e um maior efeito sobre as raízes, o mesmo resultado observado na Tabela 1. Tabela 1 – Efeito da estévia sobre o desenvolvimento do milho em Casa de Vegetação. Figura 1 – Sementes de milho germinadas versus o comprimento da planta para as quatro concentrações propostas. Casa de Vegetação - milho 45 L (cm) 40 35 30 25 20 15 1 2 3 4 5 6 Controle 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 nº sementes germinadas 1 g/cm² 2 g/cm² 4 g/cm² Fazendo a análise comparativa entre os bioensaios realizados em câmara de germinação com o milho a Tabela 2 demonstra as discrepâncias entre os métodos verificados no CV e na variação, assim como os efeitos estimulantes ou inibidores divergentes. Pelo %G a infusão se comportou de forma mais homogênea tendo na concentração a 2% a melhor germinação, onde o %G chegou a 96% sendo 12,5% maior que o controle, mas não houve efeito estimulante da parte aérea e a 1% houve efeito inibidor nas duas principais variáveis: comprimento da planta e germinação, diferindo do extrato estático que não houve efeito estimulante na germinação em 11 nenhuma concentração se comparado com o controle, mas a 1% observou-se um efeito alelopático no desenvolvimento da raiz e parte aérea, além de ter o melhor CV dentre os grupos de bioensaios da câmara de germinação. Tabela 2 – Avaliação das concentrações e relação entre o extrato estático e a infusão para o milho. A única variável observada na soja foi o %G, pois as sementes germinadas apresentaram somente o desenvolvimento radicular, segundo (MATTOS, 1987) com a temperatura a 20ºC, a germinação levará de 10 a 14 dias. A figura 3 é utilizada como comparativo entre os dois bioensaios utilizados e demonstra que na infusão através da concentração a 2% o verifica-se o único efeito estimulante em comparação com o controle para a variável germinação que ficou em 80% contra 52% do controle, com o extrato estático todas as concentrações sofreram perda no %G conforme foram aumentadas as concentrações chegando à zero de germinação a 4%. Figura 3 – Comparativo entre as duas formas extratos utilizados em câmara de vegetação. 12 Pelo IVG, quanto maior o valor obtido, subentende-se maior velocidade de germinação a maior vigor, pois o índice calculado estima o número médio de plântulas germinadas por dia (VIEIRA e CARVALHO, 1994). O IVG está diretamente ligado ao sucesso da germinação, pois em ambas as situações soja e o milho quanto maior o percentual de germinação maior o IVG, para a soja a concentração de 4% do extrato bruto e para o milho a concentração de 2% do extrato bruto. Conforme tabela abaixo. Tabela 3 – Relação entre o IVG e o %G, comparativo entre a soja e o milho pela infusão. Glycinemax Zeamays Tratamento %G IVG Tratamento %G IVG controle 52% 5 controle 8% 1 1% 16% 1 1% 72% 9 2% 28% 3 2% 96% 12 4% 80% 9 4% 8% 9 Conclusão O efeito único esperado em se tratando de um regulador de crescimento vegetal que causa a indução da germinação da semente, não foi alcançado em sua magnitude. Conforme demonstrado os resultados ocorreram de forma aleatória variando com um efeito secundário, mas também citado na literatura como possível que é a inibição. Muitos fatores adversos estiveram presentes, as sementes tratadas com antifúngicos, o período tardio de colheita da estévia, número de repetições restritos, entre outros como fatores ambientais, bioquímicos e moleculares. 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O trabalho deverá ser elaborado no editor de texto Microsoft Word for Windows, fonte Times New Roman, tamanho 11, normal; com margens de no mínimo 2cm, respeitando-se o número de páginas de acordo com a categoria do trabalho e devem estar devidamente numeradas. 2. Categorias dos Trabalhos: a) artigos e revisões no máximo 40 páginas; b) comunicações; divulgações e resenhas no máximo 20 páginas; c) resenhas de livros e revistas no máximo 4 páginas; e 3. Na primeira lauda do original deverá constar o título do trabalho, nome completo do autor principal, minicurrículo, endereço postal, número do telefone e/ou fax e e-mail; categoria do trabalho; área de publicação da Semina e classificação das áreas/sub-áreas do CNPq/CAPES. 3.1. Título do trabalho: o título, acompanhado de sua tradução para o inglês, deve ser breve e suficientemente específico e descritivo, contendo as palavras-chave que representem o conteúdo do texto. 3.2. Nome(s) completo(s) do(s) autor(es): Os demais dados como título e/ou credenciais, cargo(s) ocupado(s) pelo(s) autor(es) e local de realização do trabalho deverão constar em nota de rodapé. 3.3. Resumo: deve ser incluído um resumo informativo de aproximadamente 200 palavras, em português, acompanhado de sua tradução para o inglês, digitado com entrelinhamento duplo, na segunda lauda do original. (NBR 6028 da ABNT) 3.4. Agradecimentos: agradecimentos a auxílios recebidos para a elaboração do trabalho deverão ser mencionados no final do artigo. 3.5. Notas: notas referentes ao corpo do artigo devem ser indicadas com um asterisco alto, imediatamente depois da frase a que diz respeito. As notas deverão vir no rodapé do texto. 3.6. Apêndices: apêndices podem ser empregados no caso de listagens extensivas, estatísticas e outros elementos de suporte. 3.7. Materiais gráficos: fotografias nítidas e gráficos (estritamente indispensáveis à clareza do texto) poderão ser aceitos e deverão ser assinalados, no texto, pelo seu número de ordem, os locais onde devem ser intercalados. Se as ilustrações enviadas já tiverem sido publicadas, mencionar a fonte e a permissão para reprodução. 3.8. Quadros e Tabelas: os quadros e/ou tabelas deverão ser acompanhados de cabeçalho que permita compreender o significado dos dados reunidos, sem necessidade de referência ao texto. Assinalar, no texto, por seu número de ordem, os locais onde os quadros e/ou tabelas devem ser intercalados. 3.9. As grandezas, unidades e símbolos deverão obedecer às normas nacionais correspondentes (ABNT). 3.10. Citações: deverão seguir o sistema de chamada alfabética (NBR 10520 da ABNT). 3.11. Referências bibliográficas: as referências bibliográficas, redigidas segundo a norma NBR 6023/2000 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), deverão ser listadas na ordem alfabética no final do artigo. A exatidão e adequação das referências a trabalhos que tenham sido consultados e mencionados no texto do artigo são da responsabilidade do autor. 4. O autor principal deverá enviar, junto com o original, autorização para publicação do trabalho na SEMINA, comprometendo-se a não publicá-lo em outro periódico. 5. A publicação dos trabalhos depende de parecer da Assessoria Científica "Ad hoc" da Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação da UEL. 6. Após impressa a revista, o autor principal receberá gratuitamente um (1) exemplar da revista. 7. Os trabalhos não aceitos para publicação serão devolvidos ao autor. 8. As questões e problemas não previstos na presente norma serão dirimidos pelo Comitê Editorial da área para a qual foi submetido o artigo para publicação. 9. Os trabalhos devem ser enviados para: 16 Universidade Estadual de Londrina Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação Edição da SEMINA Campus Universitário - Caixa Postal 6001 86051-990 - Londrina, Paraná, Brasil. Contatos com a Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação: Nome - Área - Ramal: e-mail: Prof. Dr. Édison Miglioranza - PROPPG/DP - 4513 [email protected] Ivone Yurika Mizubuti - PROPPG/DCA - 4105 [email protected] Égle Maria de Souza - PROPPG/DCA - 4449 [email protected] Todos os direitos reservados. É proibida a reprodução do conteúdo das páginas em qualquer meio de comunicação, eletrônico ou impresso, sem autorização escrita dos autores. 17