Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2014-10-10T21:54:56Z No. of bitstreams: 2 Tese - Saulo José Linhares de Siqueira - 2012.pdf: 3918109 bytes, checksum: cfb7931590a50ed74838d6c8cefab1ee (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-10-13T20:44:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Saulo José Linhares de Siqueira - 2012.pdf: 3918109 bytes, checksum: cfb7931590a50ed74838d6c8cefab1ee (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-13T20:44:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Saulo José Linhares de Siqueira - 2012.pdf: 3918109 bytes, checksum: cfb7931590a50ed74838d6c8cefab1ee (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / Species of Trichoderma are commercially applied as biological control agents and are antagonists of important plant pathogenic fungi (as Rhizoctonia, Sclerotinia and Fusarium species) due to its mycoparasitic characteristics. Research has been performed to have a better comprehension of molecular aspects of the biocontrol mechanisms performed by Trichoderma and to find isolates with high antagonistic potential against plant pathogens. In the present study the expression of mycoparasitism-related genes was performed T. asperellum T00 and T. harzianum ALL42 (Enzimologia group ICB/UFG fungal collection) that have great potential as biocontrol agent. Each chapter of this work refers to one of the species studied. In Chapter 1 T. asperellum isolate T00, known to produce high levels of cell wall degrading enzymes, has its β-1,3-glucanases enzymes and genes (tag83 and tag27) studied. The gene tag27 was cloned and characterized and codes to an 27kDa endo-β-1,3glucanase with and 285 aminoacids and 96% similar to a glucanases from T.atroviride. The enzyme was detected when T. asperellum was grown in Rhizoctonia solani or Sclerotinia sclerotiorum cell wall-containing media but not in Fusarium oxysporum cell wall-containing media. The tag83 and tag27 genes was repressed in media containing glucose as carbon source and upregulated in cell wall containing media and during plate confrontation tests with pathogenic fungi. Chapter 2 shows T. harzianum isolate ALL42 genes involved in mycoparasitism against R. solani or S. sclerotiorum detected using subtractive hybridization approach. T. harzianum was grown with R. solani or S. sclerotiorum cell wall as carbon source and the RNA used both as tester and driver in each of two subtractive library constructed. Sequencing analysis resulted in 47 genes related with growth in R. solani cell wall media and 114 genes related with growth in S. sclerotiorum cell wall media. To confirm the obtained data, 18 genes were tested by quantitative real time RT-PCR and 9 were differentially expressed in the same condition of the library they were detected. Five of these genes were also differentially expressed during plate confrontation assay with the respective pathogen, two of them expressed during contact with R. solani (cutinase and alginate lyase) and 3 during contact with S. sclerotiorum (hsp98, serin endopeptidase and a hypotetic gene). The results presented in this study provides additional information about the role of 1,3glucanase genes in mycoparasitism and of other genes related to antagonism against specific pathogens, providing helpful insights in the mechanism of biocontrol performed by Trichoderma. / Espécies do gênero Trichoderma são eficientes antagonistas de fungos fitopatogênicos, como as espécies Rhizoctonia, Sclerotinia e Fusarium, e são comercializados como agentes de controle biológico principalmente por sua característica de micoparasita. Muitos estudos têm sido feitos para compreender as bases moleculares dos mecanismos de biocontrole de Trichoderma e também para encontrar espécies com alto potencial de antagonismo contra fitopatógenos. O objetivo deste trabalho foi analisar a expressão de genes relacionados ao micoparasitismo de T. asperellum T00 e T. harzianum ALL42 (Enzimologia ICB/UFG) que possuem potencial para uso como agente de biocontrole. Este trabalho foi dividido em dois capítulos. O Capítulo 1 se refere ao fungo T. asperellum T00 e suas β-1,3-glicanases (TAG83 e TAG27) que degradam componentes da parede celular de fungos fitopatógenos. O gene tag27 codifica para uma endo-β-1,3glicanase de 27kDa que possui 285 resíduos de aminoácidos e apresentou 96% de similaridade com uma enzima de T. atroviride. A enzima foi secretada em meio de cultura contendo parede celular de Rhizoctonia solani e Sclerotinia sclerotiorum, mas não em meio com parede de Fusarium oxysporum. A expressão dos genes tag83 e tag27 foi reprimida na presença de glicose e ativada tanto na presença de parede celular dos fitopatógenos quanto durante o contato entre os fungos em placa. O Capítulo 2 trata do fungo T. harzianum isolado ALL42 e de genes identificados pela técnica de hibridização subtrativa relacionados especificamente ao biocontrole contra R. solani e S. sclerotiorum. Foram construídas duas bibliotecas subtrativas sendo que os RNAs utilizados como condição teste e controle da subtração foram obtidos de T. harzianum crescido em meio contendo parede celular de R. solani ou S. sclerotiorum. As bibliotecas foram sequenciadas resultando em 47 genes relacionados ao crescimento em meio com R. solani e 114 genes relacionados ao crescimento em meio com S. sclerotiorum. Dos 18 genes escolhidos para validação da biblioteca por RT-PCR em tempo real, 9 se mostraram diferencialmente expressos na condição correspondente à biblioteca em que foram identificados. Dentre estes, 5 genes se mostraram também diferencialmente expressos em experimento de confronto em placa, 2 deles mais expressos contra R. solani (cutinase e alginato liase) e 3 contra S. sclerotiorum (hsp98, serina endopeptidase e um de função hipotética). Os resultados obtidos com as duas linhagens fornecem informações adicionais sobre genes de β-1,3-glicanases, conhecidamente envolvidos no processo de micoparasitismo, e sobre genes relacionados ao antagonismo de patógenos específicos, além de contribuir para o conhecimento relacionado ao biocontrole realizado por fungos do gênero Trichoderma.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-05-21Bitstream added on 2014-06-13T19:40:51Z : No. of bitstreams: 1 giese_ec_dr_sjrp.pdf: 879284 bytes, checksum: e28308bffc3e725de127885e5249a777 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As β-glucanas fúngicas apresentam uma série de respostas biológicas. Estas glucanas apresentam baixa solubilidade em meio aquoso, sendo necessário fragmentá-las em moléculas de menor peso molecular. O Botryosphaeria rhodina MAMB-05 é um ascomiceto ligninolítico produtor de uma β-(1→3)(1→6)-glucana denominada botriosferana (EPS). Estudos preliminares demonstraram que o fungo Trichoderma harzianum Rifai é capaz de crescer em EPS como única fonte de carbono e de produzir β-glucanases específicas. As condições para a produção de -1,3-glucanases pelo T. harzianum Rifai em fermentador de bancada utilizando EPS como única fonte de carbono foram otimizadas através do uso de um planejamento fatorial e análise por superfície de resposta, o qual mostrou que a produção máxima de -1,3-glucanases ocorreu em 5 dias de cultivo, com pH inicial igual a 5,5 e com aeração de 1,5 vvm. As enzimas do complexo -glucanolítico extracelular foi parcialmente purificado e utilizado para a hidrólise de botriosferana, laminarina, paramilo e pustulana. Duas frações com atividade para -glucanase (F-I e F-II) foram obtidas a partir da cromatografia de filtração em gel, as quais apresentaram diferentes modos de ação sobre o botriosferana e a laminarina. O botriosferana foi hidrolisado em cerca de 66 % pela fração F-I e em 98 % pela fração F-II, em 30 min. Os produtos de hidrólise foram principalmente constituídos por gluco-oligossacarídeos (GP ≥ 4), e menor quantidade de glucose, di- e trissacarídeos. A ação enzimática das frações F-I e F-II sobre a laminarina resultaram em 15 % de conversão do polímero em glucose, enquanto a porcentagem de sacarificação foi totalmente diferente (70 % para F-I e 25 % para F-II). Em paramilo, ambas as frações promoveram a degradação de aproximadamente 20 % do polissacarídeo após 30 min, onde somente... / Fungal β-D-glucans presents a variety of biological response. These glucans presents low solubility in water and being necessary to obtain fragments with small molecular weight. A ligninolytic ascomyceteous Botryosphaeria rhodina MAMB-05 produces a (1→3)(1→6)-β-D-glucan named botryosphaeran (EPS). Preliminary studies verified that Trichoderma harzianum Rifai is able to grown on EPS as sole carbon source and secrete specific β-glucanases to act on this subtract. Conditions for -1,3-glucanase production by T. harzianum Rifai in bench-fermenter using EPS as sole carbon source were developed using a statistical factorial design, and analysis by response surface method, which showed maximal enzyme production at 5 days growth in a minimum Vogel salts medium, with initial pH 5.5 under 1.5 vvm aeration. A -glucanolytic extracellular complex was partially-purified and used to hydrolyze fungal botryosphaeran, algal laminarin, algal paramylon and the liquen pustulan. Two -glucanase fractions (F-I and F-II) were obtained by gel permeation chromatography, which presented different modes of attack on botryosphaeran and laminarin. Botryosphaeran was 66 % hydrolyzed by the F-I fraction, and 98 % by fraction F-II, within 30 min. The main products of hydrolysis were gluco-oligosaccharides (DP ≥ 4), and lower amounts of glucose, di- and tri-saccharides. The action of enzyme fractions I and II on laminarin resulted 15 % of conversion to glucose, while the percentage of saccharification was radically different (70 % for F-I and 25 % for F-II). On paramylon, both fractions promoted approximately 20 % degradation after 30 min, and only 0.5 % corresponded to gluco-oligosaccharides (DP ≥ 4). Only F-I fraction could acted on pustulan resulting 25 % of glucose, gentiobiose and oligosaccharides (not identified), within 30 min. The difference in the hydrolysis... (Complete abstract click electronic access below)

Resumo: As β-glucanas fúngicas apresentam uma série de respostas biológicas. Estas glucanas apresentam baixa solubilidade em meio aquoso, sendo necessário fragmentá-las em moléculas de menor peso molecular. O Botryosphaeria rhodina MAMB-05 é um ascomiceto ligninolítico produtor de uma β-(1→3)(1→6)-glucana denominada botriosferana (EPS). Estudos preliminares demonstraram que o fungo Trichoderma harzianum Rifai é capaz de crescer em EPS como única fonte de carbono e de produzir β-glucanases específicas. As condições para a produção de -1,3-glucanases pelo T. harzianum Rifai em fermentador de bancada utilizando EPS como única fonte de carbono foram otimizadas através do uso de um planejamento fatorial e análise por superfície de resposta, o qual mostrou que a produção máxima de -1,3-glucanases ocorreu em 5 dias de cultivo, com pH inicial igual a 5,5 e com aeração de 1,5 vvm. As enzimas do complexo -glucanolítico extracelular foi parcialmente purificado e utilizado para a hidrólise de botriosferana, laminarina, paramilo e pustulana. Duas frações com atividade para -glucanase (F-I e F-II) foram obtidas a partir da cromatografia de filtração em gel, as quais apresentaram diferentes modos de ação sobre o botriosferana e a laminarina. O botriosferana foi hidrolisado em cerca de 66 % pela fração F-I e em 98 % pela fração F-II, em 30 min. Os produtos de hidrólise foram principalmente constituídos por gluco-oligossacarídeos (GP ≥ 4), e menor quantidade de glucose, di- e trissacarídeos. A ação enzimática das frações F-I e F-II sobre a laminarina resultaram em 15 % de conversão do polímero em glucose, enquanto a porcentagem de sacarificação foi totalmente diferente (70 % para F-I e 25 % para F-II). Em paramilo, ambas as frações promoveram a degradação de aproximadamente 20 % do polissacarídeo após 30 min, onde somente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Fungal β-D-glucans presents a variety of biological response. These glucans presents low solubility in water and being necessary to obtain fragments with small molecular weight. A ligninolytic ascomyceteous Botryosphaeria rhodina MAMB-05 produces a (1→3)(1→6)-β-D-glucan named botryosphaeran (EPS). Preliminary studies verified that Trichoderma harzianum Rifai is able to grown on EPS as sole carbon source and secrete specific β-glucanases to act on this subtract. Conditions for -1,3-glucanase production by T. harzianum Rifai in bench-fermenter using EPS as sole carbon source were developed using a statistical factorial design, and analysis by response surface method, which showed maximal enzyme production at 5 days growth in a minimum Vogel salts medium, with initial pH 5.5 under 1.5 vvm aeration. A -glucanolytic extracellular complex was partially-purified and used to hydrolyze fungal botryosphaeran, algal laminarin, algal paramylon and the liquen pustulan. Two -glucanase fractions (F-I and F-II) were obtained by gel permeation chromatography, which presented different modes of attack on botryosphaeran and laminarin. Botryosphaeran was 66 % hydrolyzed by the F-I fraction, and 98 % by fraction F-II, within 30 min. The main products of hydrolysis were gluco-oligosaccharides (DP ≥ 4), and lower amounts of glucose, di- and tri-saccharides. The action of enzyme fractions I and II on laminarin resulted 15 % of conversion to glucose, while the percentage of saccharification was radically different (70 % for F-I and 25 % for F-II). On paramylon, both fractions promoted approximately 20 % degradation after 30 min, and only 0.5 % corresponded to gluco-oligosaccharides (DP ≥ 4). Only F-I fraction could acted on pustulan resulting 25 % of glucose, gentiobiose and oligosaccharides (not identified), within 30 min. The difference in the hydrolysis... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Roberto da Silva / Coorientador: Aneli de Melo Barbosa / Banca: Maria de Lourdes Corradi Custódio da Silva / Banca: João Ruggiero Neto / Banca: Rubens Monti / Banca: Inês Conceição Roberto / Doutor