As bases genéticas e moleculares da resistência de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) a lufenuron foram exploradas no presente estudo. Inicialmente, uma linhagem de S. frugiperda resistente a lufenuron foi selecionada a partir de uma população coletada na cultura do milho na região de Montevidiu-GO com intenso uso desse inseticida. As curvas de concentração-resposta a lufenuron para as linhagens de S. frugiperda suscetível (SUS) e resistente (LUF-R) a lufenuron foram caracterizadas pelo método de bioensaio com tratamento superficial da dieta artificial. As CL50 (I.C. 95%) estimadas para as linhagens SUS e LUF-R foram de 0,23 (0,18 - 0,28) e 210,6 (175,90 - 258,10) ?g de lufenuron.mL-1 respectivamente, com razão de resistência de ? 915 vezes. A partir dos resultados de cruzamentos recíprocos entre as linhagens SUS e LUF-R, concluiu-se que a herança da resistência de S. frugiperda a lufenuron é autossômica e incompletamente recessiva. Os testes de retrocruzamentos da progênie F1 de cruzamentos recíprocos com o parental LUF-R demonstraram um efeito poligênico para a resistência, com a estimativa do número mínimo de segregações independentes entre 1,54 e 1,71, indicando que o número de loci associado à resistência é baixo. Para conhecer o perfil de transcritos de lagartas de S. frugiperda e avaliar o padrão de expressão gênica diferencial entre lagartas da linhagem LUF-R em comparação ao de lagartas da linhagem SUS, buscando identificar o(s) mecanismo(s) de resistência a lufenuron, foram utilizadas novas tecnologias de sequenciamento em larga escala. Para isso, foram utilizados sequenciamentos de quatro bibliotecas de cDNA (plataforma HiScan 1000, Illumina©) obtidas de lagartas de 4º ínstar de S. frugiperda das linhagens LUF-R e SUS, induzidas ou não com lufenuron. O transcritoma foi construído utilizando aproximadamente 19,6 milhões de leituras single-end, o que gerou 18.506 transcritos, com N50 de 996 pb. A pesquisa contra o banco de dados nr (NCBI) proporcionou anotação funcional de 51,1% (9.457) dos transcritos obtidos, grande parte dos alinhamentos apresentaram homologia a insetos, com o maior número deles (45%) se assemelhando aos de Bombyx mori (Lepidoptera: Bombycidae), enquanto 10% se assemelharam a sequências de diversas espécies do gênero Spodoptera (Lepidoptera: Noctuidae), sendo 3% dos alinhamentos obtidos contra sequências de Spodoptera frugiperda. A análise comparativa da expressão gênica entre lagartas de S. frugiperda resistente e suscetível a lufenuron identificou 1.224 transcritos expressos diferencialmente (p <= 0,05, teste t; expressão relativa > 2). Sete destes transcritos foram associados ao metabolismo da cutícula, sendo cinco deles superexpressos na linhagem LUFR. O metabolismo de detoxificação apresentou 48 transcritos expressos diferencialmente, dos quais foram identificados 40 transcritos associados às monooxigenases P450, cinco a glutationa-S-transferase, dois às carboxilesterases e um a esterase. Foi observado que 39 dos 48 transcritos associados ao metabolismo de detoxificação foram superexpressos na linhagem resistente. Este padrão foi confirmado a partir da expressão relativa utilizando \"PCR quantitativa em Tempo Real - qPCR\". Estes resultados representam um importante passo para o entendimento dos mecanismos moleculares da resistência de S. frugiperda a lufenuron, proporcionando, ainda, uma visão mais ampla do perfil de expressão gênica de insetos a inseticidas. / The genetic and molecular basis of resistance to lufenuron in Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae) were exploited in this study. The resistant population of S. frugiperda was selected from a population collected in Montevidiu, Goiás. Initially, a luferunon-resistant strain of S. frugiperda was selected from a population collected in cornfields located in Montevidiu, Goiás State, Brazil, with intense use of this insecticide. The diet surface treatment bioassay was used to characterize the concentration-response to lufenuron in the susceptible (SUS) and resistant (LUF-R) strains of S. frugiperda. The estimated LC50s (95% C.I.) for the SUS and LUF-R strains were 0.23 (0.18 - 0.28) and 210.6 (175.90 - 258.10) ?g of lufenuron.mL-1 respectively, with resistance ratio of ? 915-fold. Based on reciprocal crosses between SUS and LUF-R strains, the inheritance of S. frugiperda resistance to lufenuron was incomplete autosomal recessive. Backcrosses between F1 of the reciprocal crosses and the parental LUF-R revealed a polygenic resistance, with an estimation of the minimum number of resistance genes from 1.54 to 1.71, indicating that the number of loci associated to resistance is low. Then, a new high-throughput cDNA sequencing technologies was explored to characterize the transcriptional profile of larvae of Spodoptera frugiperda, and to compare the differential gene expression between resistant and susceptible strains of S. frugiperda to lufenuron in order to identify the resistance mechanism(s) involved. Four cDNA libraries obtained from fourth instars of the resistant (LUF-R) and the susceptible (SUS) S. frugiperda strains, exposed or not to lufenuron, were sequenced in a HiScan1000® platform (Illumina©). The transcriptome was de novo assembled using nearly 19.6 million single-end reads, leading to 18,506 transcripts with a N50 of 996 bp in length. A Blast search against the non-redundant database available in NCBI allowed the functional annotation of 51.1% (9,457) of the obtained transcripts. Most of these transcripts aligned with insect sequences, and a majority of them (45%) with Bombyx mori (Lepidoptera: Bombycidae). Nearly 10% of the transcripts aligned with species belonging to Spodoptera (Lepidoptera: Noctuidae), with 3% of the alignments matching sequences from Spodoptera frugiperda. Differential gene expression analysis between the resistant and the susceptible strains identified 1,224 differentially expressed transcripts (p <= 0.05, t-test; fold change > 2). Seven of them were associated with the cuticle metabolism, and five out seven were up-regulated in the resistant strain (LUF-R). A large set of transcripts (48) associated with the detoxification metabolism was differentially expressed; 40 P450 monooxygenases, five glutathione-Stransferases, two carboxylesterase and one esterase were identified. Thirty-nine out of these 48 transcripts were up-regulated in the resistant strain. Gene expression data obtained by RNA-Seq analysis was validated by quantitative real time PCR (qPCR) of several selected target transcripts. These results represent an important step toward the understanding of the molecular mechanisms of resistance of S. frugiperda to lufenuron, and provide a broader view on the gene expression profile of insects to insecticides.

A espécie vegetal Piper solmsianum (Piperaceae) é um arbusto que ocorre tanto na Mata Atlântica do Brasil quanto na Amazônia. O estudo fitoquímico aqui apresentado descreve o acúmulo dos fenilpropanóides isoelemicina, elemicina, apiol, dilapiol, mirisiticina e lignanas tetraidrofurânicas na planta adulta. Contudo, suas plântulas cultivadas e micropropagadas, com idade inferior a 9 meses, acumulam apenas fenilpropanóides. Entre as lignanas tetraidrofurânicas, a grandisina é o principal produto natural e possui potente atividade contra formas tripomastigotas de Trypanossoma cruzii, o parasita causador da Doença de Chagas. O aminoácido fenilalanina radioisotopicamente marcado é convertido nas lignanas tetraidrofurânicas. A atividade específica da enzima fenilalanina amônialiase, que converte a fenilalanina em ácido cinâmico, é dez vezes maior em plantas adultas que em plântulas. A etapa de acoplamento oxidativo que leva à formação das lignanas tetraidrofurânicas em P. solmsianum foi investigada através do E-5-metóxiisoeugenol radioisotopicamente marcado preparado por meio de uma reação de Wittig. Observou-se um acoplamento estereosseletivo e enantioespecífico formando a (-)-di-O-4,4\'-desmetilgrandisina, o precursor direto da (-)-grandisina, através do uso de preparações enzimáticas. A enzima capaz de converter o fenilpropanóide em dímero faz parte do citocromo P-450 encontrado nos microssomos celulares e é dependente de H2O2 e NADPH. Estes dados corroboram a hipótese de que os dímeros encontrados em P. solmsianum podem ser classificados como neolignanas, uma vez que são formados pelo acoplamento oxidativo de um fenilpropanóide não oxigenado na posição 9. / Piper solmsianum (Piperaceae) is a shrubb tree which occurs in both Atlantic and Rain Forests from Brazil. The phytochemical study of this species showed the accumulation of the phenylpropanoids isoelemicin, elemicin, apiol, dillapiol and myristicin and also tetrahydrofuran lignans in the adult plant. However, its cultivated and germinated seedlings of ages under 9 months accumulate phenylpropanoids only. The radioisotopically labelled aminnoacid phenylalanine is converted into tetrahydrofuran lignans. Specific activity of this enzyme, which converts phenylalanine into cinnamic acid, is ten-fold higher to adult plants than to seedlings. The oxidative coupling step which leads to the formation of the tetrahydrofuran lignans in P. Solmsianum was investigated by reaction of the isotopically labeled substrate E-5-methoxy-isoeugenol, obtained by means of a Wittig reaction, with enzyme preparations. It was observed a stereoslective and enantioespecific oxidative coupling affording (-)-di-O-4,4\'-demethyl grandisin, which is the direct precursor of (-)-grandisin. The enzyme which is able to convert the phenylpropanoid into dimer is part of cytochrome P-450 system, found in cell microssomes. This enzyme is NADPH and H2O2-dependent. These data confirm the hypothesis that these dimers found in P. Solmsianum are neolignans since they are formed by the coupling of two phenylpropanoids non-oxygenated in C-9.

Este trabalho objetivou o estudo de rotas de formação de metabólitos secundários utilizando precursores isotopicamente marcados com 13C. Os experimentos de crescimento com adição de [1-13C]acetato, [1,2-13C2]acetato e [U-13C315N1]-L-cisteína para o fungo do ambiente marinho Penicillium sp. DRF2 mostrou que as ciclotiocurvularinas são provenientes da rota de formação de policetídeos e pela incorporação de L-cisteína, depois da transformação desta em 3-mercaptopiruvato. Os resultados sugerem que a formação das ciclotiocurvularinas provém de um processo de detoxificação da &alpha;,&beta;-desidrocurvularina. O estudo do metabolismo secundário de Aspergillus sp. DLM3-8, também do ambiente marinho, mostrou que o seu perfil metabólico produzido em experimentos de crescimento sob diferentes condições é constante. Os experimentos de incorporação de precursores isotopicamente marcados com 13C na naftoquinonaimina, produzida por Aspergillus sp. DLM3-8 foram inconclusivos, indicando que outras abordagens experimentais devem ser realizadas para se investigar a biossíntese deste metabólito. / This investigation aimed investigated the formation routes of secondary metabolites using 13C-labelled precursors. Feeding experiments with [1-13C]acetate, [1,2-13C2]acetate and [U-13C315N1]-L-cysteine within the growth medium of the marine-derived fungi Penicillium sp. DRF2 showed that cyclothiocurvularins are derived from polyketides and from the incorporation of a L-cysteine residue, after its transformation into 3-mercaptopyruvate. The results suggest that the formation of cyclothiocurvularins is derived from a detoxification process of&alpha;,&beta;-dehydrocurvularin. Investigation of the secondary metabolism of a marine-derived Aspergillus sp. DLM3-8 indicated a stable metabolic profile under a variety of growth conditions. Feeding experiments with 13C-labelled precursors for the biosynthesis investigation of naphthoquinoneimine were inconclusive, indicating that other methodologies should be envisaged in order to investigate the biosynthesis of this metabolite.

O dinoflagelado unicelular marinho fotossintetizante Gonyaulax polyedra tem sido utilizado como modelo para o estudo de relógios biológicos. Neste organismo já foram descritos os ritmos de: migração vertical, divisão celular, atividade de superóxido dismutase e nitrato redutase, bioluminescência e capacidade fotossintética. Investigamos a variação circadiana dos pigmentos carotenóides e de RuBisCo II e PCP, as quais estão intimamente ligadas ao processo fotossintético. Experimentos de supressão de espécies reativas de oxigênio (EROs) por carotenóides foram preparados e mostraram que extratos de carotenóides de G. polyedra são capazes de suprimir o O2(1&#916;g) (oxigênio singlete) in vitro confirmando o importante papel destes no controle das EROs nestas algas. Os extratos metanólicos apresentaram vários pigmentos, tais como clorofila a, &#946;-caroteno e peridinina em diferentes concentrações. A peridinina representa 80 % do total de carotenóides enquanto que o &#946;-caroteno somente 4%. As análises dos cromatogramas de HPLC mostraram que a razão peridinina/clorofila a não varia ao longo de 24 h porém, por outro lado, o &#946;-caroteno apresenta uma variação significativa na sua quantidade, com níveis duas vezes maiores no meio do dia em comparação com os níveis no meio da noite. Esta variação é conservada mesmo quando as células são mantidas em condições de luz constante. A curva de dose-resposta para a síntese de &#946;-caroteno induzida pela luz mostra uma resposta linear com 45 minutos de exposição a luz branca. A indução é máxima quando utilizamos as células do meio período da noite (CT 18) que após esta exposição apresentam níveis de &#946;-caroteno semelhantes as células do meio do dia. Esta alteração de fase no CT 18 sugere que este pigmento pode ser um dos compostos-captadores de luz envolvidos no mecanismo de ajuste de fase por luz em G. polyedra. Culturas de G. polyedra do meio da noite foram expostas à diferentes irradiações (azul, vermelha e verde) e os seus pigmentos extraídos e analisados. Em outra série de experimentos, as células foram mantidas durante o período de claro (12: 12 h) sob diferentes irradiações (vermelha, verde e azul) por 36 horas e os seus pigmentos analisados. Os resultados sugerem que a síntese foto-induzida e a oscilação circadiana do &#946;-caroteno estão ligadas a um fotorreceptor de luz azul/ verde. Nas condições utilizadas não foram observadas variações significativas no conteúdo protéico da RuBisCo II e da PCP ao longo do dia. As análises de RNA total da RuBisCo II mostram que não há variação nos seus níveis quando as células são coletadas no meio do dia e no meio da noite. Quando expostas a condições adversas, G. polyedra apresenta a capacidade de encistar. Embora se conheça bem este mecanismo de defesa, existem poucas informações sobre o estado fisiológico destas células. Células encistadas induzidas por dias curtos apresentam uma alteração na composição de pigmentos com diminuição nas quantidades de &#946;-caroteno e de clorofila a e aumento da quantidade de peridinina, indicando um rearranjo do aparato fotossintético nesta situação, com a peridinina desempenhando um papel mais estrutural. Em consequência, embora o conteúdo protéico de RuBisCo permaneça inalterado, os níveis protéicos de PCP se encontram diminuídos nas células encistadas. / Gonyaulax polyedra, a marine dinoflagellate which has been used as a model to study the biological clock, displays numerous circadian processes, such as bioluminescence, cell aggregation, cell division, superoxide dismutase and nitrate reductase activities and photosynthesis. In this alga, the photosynthesis is maximal in the middle of the day and minimal in the middle of the night. We investigated the pigments content and the amounts of two proteins related to the photosynthesis: ribulose- 1,5- bisphosphate carboxylase/ oxygenase form II (RuBisCo II) and peridinin: chlorophyll a: protein (PCP) in a 24 h cycle. Using the thermal decomposition of 1,4-dimethylnaphtalene endoperoxide, it was shown that the carotenoids could act as effective quenchers of synglet oxygen in G. polyedra. G. polyedra pigments were extracted every three hours over 24 hours. The amounts of peridinin and chlorophyll a remain constant over the day while the levels of &#946;-carotene oscillate, being two times higher at the day than at the night phase. This variation persists when the cells were kept under constant dim light. The dose-response curve for light-induced &#946;-carotene synthesis showed a linear response up to 45 minutes of light exposure, after which night-phase cells contained the same levels of &#946;-carotene as day-phase cells. Cells exposed to light pulses at different times displays the highest &#946;-carotene induction in the middle of the night. This may suggest that &#946;-carotene may be one of the light-harvesting compounds involved in the light induced phase-shift in Gonyaulax polyedra. To identify which was the photoreceptor involved in &#946;-carotene synthesis, cell of the middle of the night-phase (CT 18) were exposed for 45 minutes to different irradiations (red, blue and green) and their pigments extracted and analysed. Also, cells were grown under red, blue and green light during the light phase (12 h light: 12 h dark ) for 36 hours and their pigments analysed. The results suggested that the circadian oscillation and the photoinduced response synthesis of &#946;-carotene, are related to a blue light receptor. The amounts of RuBisCo II and PCP do not change over the circadian cycle when the cultures were grown under constant dim light. The levels of these proteins also remain constant when cells were kept under ither white light or different light qualities (red, blue and green ) in light: dark (12: 12 h) regime. The G. polyedra RuBisCo form II transcrits levels are the same in middle-day and middle-night cells, suggesting a post-translational control for this enzyme in this organism. Adverse environmental conditions elicit the encystment of G. polyedra. Our results showed an alteration in pigment composition of cysts. An increase in peridinin levels and a decrease in &#946;-carotene and chlorophyll a content were observed. Although RuBisCo form II protein levels remained constant, there was a reduction in the amounts of PCP in cysts. This suggests an important role in thylakoids structure stabilizer for free peridinin.

Ramnolipídeos (RLs) e polihidroxialcanoatos (PHAs) produzidos por Pseudomonas aeruginosa são compostos biodegradáveis e que podem ser obtidos a partir de matérias-primas renováveis. Com o objetivo de elucidar aspectos metabólicos e regulatórios da produção de RLs e PHAs, mutantes de P. aeruginosa LFM634 afetados na síntese desses compostos foram obtidos utilizando um transposon (ISlacZ/hah). Dentre 61 mutantes caracterizados, foram detectados vários super-produtores de RLs e/ou PHAs, bem como alguns nos quais nenhum RL foi detectado. Dois mutantes (p09-13 e p12-39) apresentaram capacidade reduzida de inserir ramnose em RLs e de direcionar intermediários da biossíntese de ácidos graxos para a síntese de RLs ou PHAs. O mutante p09-13 está afetado no gene crc, sugerindo um importante papel deste regulador global no processo de síntese de RLs e PHAs. / Rhamnolipids (RLs) and polyhydroxyalkanoates (PHAs) produced by Pseudomonas aeruginosa are biodegradable compounds and can be obtained from renewable raw materials. Aiming to elucidate metabolic and regulatory issues involved in the RLs and PHAs production, P. aeruginosa LFM634 mutants affected in their biosynthesis were obtained using a transposon (ISlacZ/hah). Out of 61mutants characterized, it was detected several overproducing RLs and/or PHA, as well as some in which no RLs was detected. Two mutants (p09-13 and p12-39) presented reduced capability of inserting rhamnose in RLs and of channeling intermediates from fatty acid biosynthesis to the synthesis of RLs and PHAs. The mutant p09-13 is affected on crc gene, suggesting an important role of this global regulator on the process of RLs and PHA synthesis.

Orientador: Anita Jocelyne Marsaioli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T22:59:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_DanieleFernandadeOliveira_D.pdf: 6414836 bytes, checksum: 154b421c3fabef860e5439b2a47d4972 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Opiliões são aracnídeos encontrados em todos os continentes, com mais de 6000 espécies descritas, e secretam uma mistura de compostos voláteis que atuam principalmente como defesa contra predadores naturais. A família Gonyleptidae, pertence à subordem Laniatores, é a mais diversa química e morfologicamente e está presente em todo o território brasileiro. Assim, o estudo da identidade e da origem biossintética dos compostos presentes no exudato de espécimes desta família fornece informações filogenéticas, além de ser uma fonte de novos produtos naturais. Neste trabalho foram caracterizados os exudatos de cinco espécies de opiliões de diferentes subfamílias. As espécies Cobania picea, Roeweria virescens e Serracutisoma proximum secretam uma mistura benzoquinonas. Por outro lado, Iporangaia pustulosa e Neosadocus maximus produzem 1-hepten-3-ona e 1-(6-butil-3,4-diidro-2H-piran-2-il)-pentan-1-ona. Este último foi descrito pela primeira vez na literatura, revelando uma nova classe de compostos com esqueleto piranil em opiliões, originados da reação de hetero-Diels-Alder in vivo de duas moléculas de vinil cetona. Também foi determinada a configuração absoluta da (R)-4-metil-1-hexen-3-ona produzida por Acanthogonyleptes pulcher e Gonyleptes saprophilus. Outras 4-metil-3-cetonas de insetos possuem configuração (S). Adicionalmente foi realizado o primeiro estudo biossintético com opiliões através da incorporação de precursores marcados com C e espectroscopia de RMN de C. Foram estudados I. pustulosa, que produz vinil cetona, e Magnispina neptunus, que produz benzoquinona, revelando que ambas as classes químicas são formadas através de unidades acetato e propionato pela via policetídica / Abstract: Harvestmen are arachnids widespread in all continents, with more than 6,000 described species. They secrete a mixture of volatiles compounds with the main function of defense against natural predators. The family Gonyleptidae belongs to the suborder Laniatores, is the most diverse in chemistry and morphology and is predominant in Brazil. Therefore, studying the identity and biosynthetic origin of this family exudate components gives phylogenetic information and is a source of new natural products. In this work five species exudate from different subfamilies were characterized. The species Cobania picea, Roeweria virescens and Serracutisoma proximum secrete a mixture of benzoquinones, while Iporangaia pustulosa and Neosadocus maximus produce 1-hepten-3-one and 1-(6-butil-3,4-dihydro-2H-piran-2-yl)-pentan-1-one. The latter was described for the first time, and belongs to a new class of harvestman metabolites with piranyl moiety in harvestmen, which were rationalized as the hetero-Diels-Alder adduct of two vinyl ketone molecules. Additionally the absolute configuration of (R)-4-methyl-1-hexen-3-one from Acanthogonyleptes pulcher and Gonyleptes saprophilus was determined. Analogous 4-methyl-3-cetones from insects have S configuration. It was also performed the first biosynthetic investigation with harvestmen by C labeled precursors incorporation and C NMR. The studied species were /.pustulosa and Magnispina neptunus, which produce vinyl ketones and benzoquinones, respectively. The results revealed that these chemical classes are biosynthesized with acetate and propionate units via polyketide pathway / Doutorado / Quimica Organica / Doutora em Ciências

Jatropha curcas L., também conhecida no Brasil como pinhão-manso, é uma oleaginosa que atraiu a atenção do mundo para bioenergia dado a qualidade e o alto conteúdo de óleo na semente. Contudo, a espécie necessita de programas de melhoramento genético para fixar características de interesse em bancos de germoplasma. Este trabalho objetivou identificar e analisar a diversidade alélica, metabólica e físico-química relacionada à síntese de óleo e ésteres de forbol em uma amostra de 22 genótipos do BAG do Instituto Agronômico de Campinas para seleção de genótipos elite. Os genes MFP2, KASIII e 3-N-D, envolvidos na biossíntese de óleo e de taxol, foram selecionados a partir de Gomes et al. (2010). Os resultados mostraram que há baixa diversidade alélica para os genes KAS III e MFP2, por outro lado, a expressão desses mesmos genes e a composição de ácidos graxos foi bastante variável entre os genótipos e ao longo do desenvolvimento da semente de J. curcas indicando uma provável regulação diferenciada da via de óleo. O estudo realizado permite combinar a diversidade alélica, expressão dos genes, conteúdo metabólico e poder calorífico para a seleção de genótipos e identificação de parentais direcionando cruzamentos no quadro do programa de melhoramento do IAC. / Jatropha curcas L., also know in Brazil as physic nut, is an oilseed that call world´s attention to bioenergy due to quality and high oilseed content. However, this species needs of breeding programs so that interest traits may to be fixed in germplasm banks. This study aimed to identify and analyze allelic, metabolic and physicochemical diversity related to oil and phorbol esters synthesis in a 22 genotypes sample from Instituto Agronômico de Campinas-BAG for elite genotypes selection. The MFP2, KASIII and 3-ND genes involved in oil and taxol biosynthesis were selected from Gomes et al. (2010). The results showed that there is low allelic diversity for KAS III and MFP2 genes, on the other hand, the expression of these same genes and fatty acid composition was quite variable between genotypes through J. curcas seed development indicating a putative differential regulation in oil pathway. This study allows combining allelic diversity, gene expression, metabolic content and calorific values for parental genotypes identification and selection driving crosses within IAC breeding program.

O ergosterol é um componente responsável por manter a integridade e a fluidez das membranas de Leishmania spp. A partir de uma metodologia que consiste em seleção por superexpressão gênica, foram isolados nove diferentes loci de L. (L.) major relacionados com a resistência a dois inibidores da via de biossíntese do ergosterol: Terbinafina (TBF) e Itraconazol (ITZ). Análises funcionais individuais desses nove loci na presença de TBF e ITZ (ou do análogo Cetoconazol - CTZ) apresentaram níveis significantes de resistência após transfecção em células selvagens de L. (L.) major. Nesse trabalho apresentamos a metodologia de isolamento de um desses loci (cItz2), bem como a análise in silico das regiões cromossômicas correspondentes aos insertos dos nove cosmídios no genoma de L. (L.) major / Ergosterol is an important compound responsible to maintain integrity and fluidity of Leishmania spp. membranes. Starting from an overexpression/selection method, our group has isolated nine different loci of L. (L.) major related to resistance against two inhibitors of the ergosterol biosynthesis pathway, Terbinafine (TBF) and Itraconazole (ITZ). Individual functional analysis of these nine loci in the presence of TBF and/or ITZ (or the ITZ analog Ketoconazole, CTZ), have showed significant levels of resistance after transfection into L. (L.) major wild-type cells, followed by over expression induction. In this work, we show the insert mapping and chromosomal identification of one of these loci (cItz2), as well as discuss the in silico chromosomal analysis of the nine correspondent inserts in the L. (L.) major genome

A demanda crescente de água doce de boa qualidade são problemas atuais e mundiais, além do descaso com os dejetos lançados nos ambientes aquáticos que comprometem a qualidade dos recursos hídricos. Um dos parâmetros que atesta a potabilidade da água é a presença de cianobactérias e cianotoxinas. Cianobactérias são microrganismos procariontes aeróbicos fotoautróficos que sintetizam as cianotoxinas. Estes compostos podem ser classificados de acordo com seus mecanismos de ação em hepatotóxicos, neurotóxicos e dermatotóxicos. Por sua diversidade, representam diferentes riscos não só ao ecossistema e a outros organismos dos ambientes aquáticos, como também aos seres humanos. Esse projeto visou o isolamento e cultivo de cepas de cianobactérias produtoras de toxinas para a investigação da biossíntese desses compostos. Com este intuito, foram realizadas coletas de água em três reservatórios no estado de São Paulo e um no Paraná. Cepas de cianobactérais foram isoladas, identificadas e analisadas quanto à produção de toxinas. Uma cepa de Microcystis aeruginosa (LTPNA 02) produtora de microcistinas (MC-LR, MC-RR, MC-YR, MC-LF, MC-LW e desm-MC-LR e desm- MC-RR) foi escolhida para ser estudada frente diferentes condições de cultivo e ter o seu crescimento, produção de toxinas e expressão gênica estudados. Foram utilizados os meios de cultura já referidos na literatura: ASM-1 (N:P=1, 10 e 20), MLA (N:P=10), Bold 3N (N:P=16) e BG-11 (N:P=10 e 100). Para acompanhar o crescimento, dois métodos foram utilizados: contagem de células e espectrofotometria. As toxinas foram quantificadas por LC-MS - QTrap. A análise da expressão gênica foi realizada por reação de PCR em tempo real pelo método de quantificação relativa &#916;&#916;Ct. Foi observada diferença no crescimento da cepa estudada nos diferentes meios de cultivo empregados. A contagem das células permitiu a identificação das fases logarítmica e total de crescimento. Durante a fase logarítmica, três experimentos demonstraram diferenças estatísticas quando comparadas ao controle (p<0,05). Ao se avaliar o crescimento total, quatro experimentos foram menores (p<0,01). As leituras das absorvâncias e a contagem de células demonstraram alta correlação Para ambas as leituras em 680 nm e 750 nm o coeficiente de correlação (r) esteve entre 0,93 e 0,99. A quantificação das microcistinas (MC) foi realizada por LC-MS - QTrap. Foram quantificadas as variantes MC-LR, MR-RR e MC-YR. Apesar da relação toxina/célula ser distinto para cada experimento, não representou grande variação naqueles realizados com meio ASM-1 (N:P 1; 10 e 20), meio MLA (N:P=10) e BG11(N:P=10). O experimento realizado em Bold3N (N:P=16,6) apresentou menor concentração de toxina/célula e as variantes MC-LR e MC-YR não foram detectadas. Por outro lado, o experimento realizado em BG-11 (N:P=100) apresentou a maior relação toxina por célula. Estes resultados sugerem que o excesso de nitrato seja um fator estressante para o desenvolvimento e crescimento da cepa de M. aeruginosa avaliada e ao mesmo tempo um fator estimulante para a produção das toxinas analisadas. Os experimentos que avaliaram a expressão dos genes 16S e mcyB em relação ao gene da ficocianina (controle endógeno) foram realizados em meio ASM-1 (N:P=10 e 100) e BG 11 (N:P= 10 e 100). Os parâmetros anteriores, como crescimento e produção de toxinas também foram avaliados. Novamente foram encontradas diferenças entre as fases de crescimento e produção de toxina, porém a expressão dos genes avaliados não demonstrou variação significativa entre os experimentos. Porém ambos os genes avaliados demonstraram menor expressão nos experimentos condizidos em (N:P=100). / There is a great concern these days about potable and good quality water due to the increase of the population needs and also to the arising problems with contamination caused by anthropogenic sources. The presence of cyanobacteria and cyanotoxins are some parameters that attest water potability. Cyanobacteria are prokaryotic aerobic photoautotrophic microorganisms that may synthesize cyanotoxins. These compounds can be classified as hepatotoxic, neurotoxic and dermatotoxic according to their action mechanisms. Because of their diversity, they may represent different risks, not only to their ecosystem and other aquatic living organisms, but also to human beings. The aim of this project was the isolation and cultivation of cyanotoxin-producing cyanobacteria for further investigation on the biosynthesis of these compounds. Water samples from three different reservoirs in São Paulo state and one in Paraná state were collected in order to isolate cyanobacteria strains and accomplish their identification and to evaluate the toxin production. The Microcystis aeruginosa (LTPNA 02) microcystin producer strain (MCLR, MC-RR, MC-YR, MC-LF, MC-LW, desm-MC-LR and desm-MC-RR) was chosen to be grown in different cultivation conditions and later analyzed for its growth rate, toxin production and gene expression. All culture media used in this research were chosen according to the literature: ASM-1 (N:P=1, 10 and 20), MLA (N:P=10), Bold 3N (N:P=16) and BG-11 (N:P=10 and 100). To evaluate growth rate, two techniques were used: cell counting and absorbance determination in two different wavelengths (680 nm and 750 nm). Toxins were quantified by LC-MS in a hybrid triple-quadrupole instrument (Qtrap). Gene expression was assessed by real time PCR, using the &#916;&#916;Ct relative quantification method. Cell counting allowed total growth and logarithmic phase identification. During the last, three experiments showed statistical difference from control group (p<0,05). Four experiments resulted in a lower total growth rate (p<0,05). A high correlation between cell counting and absorbance levels was found for both wavelengths tested. Correlation coefficients (r) were from 0,93 to 0,99. Three microcystin variants (MC-LR, MR-RR e MC-YR) were quantified by LC-MS. The toxin content per cell was calculated and showed no statistc variation among those experiments performed on ASM-1 (N:P 1; 10 and 20), MLA (N:P=10) and BG-11 (N:P=10). The lowest toxin/cell concentration was found for Bold3N (N:P=16,6) medium, where MC-LR and MC-YR production was not detected. On the other hand, the experiment with BG-11 (N:P=100) medium showed the highest toxin/cell content. These results suggest that high levels of nitrate in the culture medium may be a stressing factor for the development and growth of the M. aeruginosa tested strain, as well as a disturbing factor for microcystin production. Gene expression experiments regarding 16S and mycB genes using the phycocyanin gene as endogen control were performed on ASM-1 (N:P=10 and 100) and BG 11 (N:P= 10 and 100) media, along with the evaluation of growth rate and toxin production. Differences between growth rates and toxin production were once more observed, however gene expression did not show a significant variation among experiments.

Plantas de Citrus regeneradas de tecidos juvenis demandam um longo período para a análise do fenótipo resultante em flores ou frutos. Este trabalho apresenta o mutante espontâneo de florescimento precoce de laranja doce, denominado \'x11\', como modelo para estudos de genômica funcional de Citrus. As frutas cítricas são ricas em carotenoides, pigmentos que possuem grande valor nutricional, como pró-vitamina A (?- ou ?-caroteno). Estudos de genômica funcional envolvendo genes da via biossintética dos carotenoides terão resultados rapidamente obtidos utilizando-se variedades com florescimento e frutificação precoce, como a laranjeira doce mutante \'x11\'. A laranjeira doce \'Sanguínea-de-Mombuca\' (SM) é uma variedade de polpa vermelha que acumula licopeno na polpa dos frutos, podendo ser considerada uma importante ferramenta no estudo da acumulação de carotenoides nos frutos de laranjeiras. Desta maneira, o objetivo deste estudo foi estabelecer a laranjeira \'x11\' como planta-modelo em experimentos de transformação genética visando estudos de genômica funcional dos genes PSY (fitoeno sintase), PDS (fitoeno desaturase), CRTISO (carotenoide isomerase), LCY-b (licpeno ?-ciclase) e ?-caroteno hidroxilase (HYb), envolvidos na biossíntese de carotenoides e utilizar a laranjeira SM como ferramenta no entendimento da acumulação dos carotenoides nos frutos de Citrus. Plantas de laranjeira \'x11\' foram transformadas com promotor de expressão preferencial para órgãos reprodutivos de Citrus controlando a expressão de gene repórter (gusA) para a análise da tecido especificidade. Foi realizada a otimização do protocolo de transformação genética de segmentos de epicótilo de laranjeira \'x11\' via Agrobacterium. A eficiência de transformação média foi de 18,6%, mas atingiu 29,6% no protocolo otimizado. Das 270 brotações positivas, cinco foram microenxertadas e aclimatizadas. Quatro dessas plantas exibiram as primeiras flores em três meses após o estabelecimento ex vitro, e a outra, dois meses mais tarde, independentemente da época do ano. A coloração histoquímica da atividade do gene gusA foi realizada em segmentos de caule, flores e frutos de plantas transgênicas aclimatizadas, com 5-7 meses de idade, confirmando a expressão constitutiva do gene gusA nesses órgãos. As plantas transformadas com a construção para o teste do promotor de expressão preferencial para órgãos reprodutivos de Citrus continuam em fase de desenvolvimento. Em seguida foi realizada a transformação genética de laranjeira \'x11\' para a superexpressão dos genes PDS e LCY-b1 e para a superexpressão do gene LCY-b1 e HYb em laranjeira SM. Também foi realizada a transformação genética de \'x11\' para o silenciamento do gene CRTISO e HYb e também para o silenciamento do gene CRTISO, em SM. A quantificação da expressão do gene-alvo em tecido foliar foi correlacionada ao número de cópias do cisgene inseridos em cada planta, revelando que o nível de expressão gênica não foi diretamente ligado ao número de cópias inseridas no genoma. Uma planta de laranjeira \'x11\' superexpressando o gene LCY-b1 frutificou e foi realizada a análise do perfil de carotenoides totais em relação ao fruto de uma planta não transformada. Neste evento houve aumento no teor de carotenoides totais e xantofilas, indicando o potencial da manipulação dos genes codificadores de enzimas da via biossíntese de carotenoides para alterações quantitativas e qualitativas destes pigmentos / Considering the perennial developmental phase of Citrus, plants regenerated from juvenile tissues require long period for analysis of the resulting phenotype in flowers or fruits. Herein, we present the spontaneous sweet orange mutant named \'x11\', as a model plant for functional genomics studies in Citrus due to the remarkable feature of early-flowering. Citrus fleshy fruits are rich in carotenoids which are pigments that have great nutritional value, such as pro-vitamin A (?- or ?-carotene). Functional genomics studies involving genes related to carotenoids biosynthesis pathway can be rapid generated by using the early flowering mutant, \'x11\' in sweet orange background. The fleshy fruit from the sweet orange \'Sanguínea-de-Mombuca\' (SM) has a red pulp due to accumulation lycopene that may be considered an important tool to investigate the accumulation of carotenoids in sweet orange fruits. Therefore, the aim of this study was to establish the orange mutant \'x11\'as model plants for genetic transformation and functional genomics analysis of key regulatory genes PSY (phytoene synthase), PDS (phytoene desaturase), CRTISO (carotenoid isomerase), LCY-b1 (licopene ?-cyclase) and ?-carotene hydroxylase (HYb) involved in the biosynthesis of carotenoids and to use the sweet orange SM as a tool in understanding the accumulation of carotenoids in sweet orange fruits. The mutant plants \'x11\' were transformed with gene reporter (gusA) under control of specific promoter for reproductive organs in Citrus for the tissue specificity analysis. We report a procedure for efficient regeneration and transformation using epicotyl segment explants of \'x11\' and Agrobacterium tumefaciens as a proof-of-concept. The average transformation efficiency was 18.6%, but reached 29.6% in the best protocol tested. Among 270 positive shoots, five were micrografted and acclimatized. Four of these plants exhibited the first flowers within three months after ex vitro establishment, and the other, two months later, regardless the period of the year. Transgenic plants harboring specific promoter for reproductive organs in Citrus are still under development. We transformed \'x11\' for overexpression of PDS or LCY-b1 genes, and to overexpress LCY-b1 or HYb in SM sweet orange. \'x11\' was transformed to silence CRTISO or HYb , and CRTISO gene in SM sweet orange. Then, quantification of target gene expression in leaf tissue was performed by correlating this information with the number of copies of cisgene inserted into each plant. According to the results, it is suggested that the level of gene expression is not directly linked to the number of copies inserted into the genome.One transgenic plant of \'x11\' overexpressing LCY-b1 produced flowers and fruits and the carotenoid profile analysis indicated an increased in content of total carotenoids and, especially, xanthophylls, clearly indicating the potential to manipulate expression of genes encoding enzymes of the carotenoid biosynthetic pathway to obtain qualitatively and quantitatively changes of these pigments