The fungus Ophiocordyceps camponoti-floridani (Ophcf) infects Camponotus floridanus carpenter ants and manipulates them to climb to a high tree branch, bite down on foliage and die. Post ant death, the fungus grows out of the ant and spreads spores for reproduction. I investigated the function of an Ophcf gene product highly activated during the behavioral manipulation of these “zombie ants”; an enterotoxin. I have created an expression vector and heterologously expressed this enterotoxin in Cordyceps bassiana (Cbass), a related fungus that does not normally manipulate behavior. This process includes gene amplification, Golden Gate vector cloning in E. coli, A. tumefaciens-mediated transformation to Cbass, and RT-qPCR to verify heterologous gene expression. This was followed by carpenter ant infections with transgenic Cbass (EntB), wildtype Cbass (infected control), and sham (non-infected control) infected ants. Subsequent behavioral observations using tracking system MARGO (Werkhoven et al., 2019) have detected changes in activity levels of ants infected with both transgenic and WT Cbass compared to sham infected ants. This supports previously qualitative descriptions of increased activity caused during infection with WT Cbass (Trinh, 2020). There is a slight but insignificantly higher activity response from EntB compared to WT infected ants over the course of the trial that may be indicative of Ophcf induced changes that are different from general sickness behavior. Additional replicates are necessary to discern if these findings are statistically robust. Future studies should administer this enterotoxin expressing Cbass to observe inter-social behaviors of Carpenter ants. If the enterotoxin is sufficient to elicit one of the side effects of typical Ophcf infection, this would justify further characterization of the proteins and their functions in altering C. floridanus behavior. This characterization could yield information applicable to other parasite-host relationships as well.

No description available.

No description available.

No description available.

[EN] The knowledge of the key genes which crucially affect the development and stress tolerance of plants is a very important task and indispensable for both, the basic and the applied research. The screening of populations of mutagenized plants permits the identification of mutants and, starting with their analysis, the identification of the genes responsible for a certain trait. Compared to alternative methods (e.g. chemical or physical mutagens) the insertional mutagenesis using T-DNA offers the additional advantage of labeling the altered gene with a piece of known sequence that will facilitate its identification and cloning. On the other hand, the tomato is one of the world¿s economically most important vegetables which over the last few years also gained the status of a model organism for certain traits. In order to identify the relevant genes involved in the response of plants to abiotic stresses and processes related to the vegetative and reproductive development, our laboratory performs in collaboration with Dr. Lozano¿s (University of Almería) and Dr- Bolarín¿s (CEBAS-Murcia) groups a project of insertional mutagenesis in tomato and related wild species, among them Solanum pennellii. The present PhD-thesis is embedded in this context and aims to create a collection of transgenic plants of S. pennellii, design new methods helpful for evaluating the tolerance to salt stress, the identification of traits related to water or salt stress and screen several lines of S. lycopersicum which were pre-selected for showing different aberrations that could be related to the tolerance to abiotic stresses. By tackling these tasks it was possible to obtain the following results. After obtaining more than two thousand diploid transgenic lines of S. pennellii, 887 of them were screened with the different systems developed for detecting mutant plants. Two of the methods designed were based on in vitro culture and one for the short-term evaluation in vivo. With the latter one a total of 68 tomato lines were screened and among them a mutant with alterations in its development which could be interesting for its relation to abiotic stress tolerance identified. In the collection of S. pennellii several plants showing phenotypes with different alterations were detected. Three of them received an advanced examination and it was possible to identify and clone the affected gene in one case. The detected mutants as much as the developed technologies are of great value for deepening the understanding of the processes related to abiotic stress tolerance in a crop with the outstanding importance of the tomato. / [ES] El conocimiento de los genes clave que afectan al desarrollo de las plantas y su tolerancia a estreses abióticos es un aspecto muy importante, tanto desde un punto de vista básico como aplicado. El escrutinio de poblaciones de plantas mutagenizadas permite la identificación de mutantes y, a partir de ellos, conocer los genes responsables de un carácter concreto. Cuando se compara con otras alternativas metodológicas (mutágenos químicos o físicos) la mutagénesis insercional con T-DNA aporta una ventaja adicional, ya que si el gen queda etiquetado por un fragmento de ADN de secuencia conocida su identificación y clonación es más sencilla. Por otro lado, el tomate es una de las especies con mayor importancia económica a nivel mundial que, en los últimos tiempos, se ha considerado también como especie modelo para el estudio de determinados caracteres. Para lograr la identificación de genes clave en la respuesta de las plantas a los estreses de tipo abiótico y en procesos del desarrollo tanto vegetativo como reproductivo, en nuestro laboratorio se está abordando, en colaboración con los grupos del Dr. Lozano (Universidad de Almería) y de la Dra. Bolarín (CEBAS - Murcia), un proyecto de mutagénesis insercional con tomate y especies silvestres relacionadas, entre ellas Solanum pennellii. La tesis doctoral presente se enmarca en este contexto y tiene como objetivos la creación de una colección de plantas transgénicas de S. pennellii, el diseño de nuevos métodos aptos para evaluar la tolerancia al estrés salino, la identificación de caracteres relacionados con el estrés hídrico o salino y el escrutinio de algunas líneas de S. lycopersicum pre-seleccionadas por mostrar diferentes alteraciones que puedan estar relacionadas con la tolerancia a estreses de tipo abiótico. Tras abordar estos objetivos se han obtenido los siguientes resultados. Tras obtener más de dos mil líneas transgénicas diploides de Solanum pennellii se han evaluado 887 líneas con los diferentes sistemas de identificación de mutantes diseñados. Dos de los métodos de evaluación diseñados se basaron en el cultivo in vitro y uno en un sistema de cultivo in vivo a corto plazo. Además, con esta última metodología se evaluaron 68 líneas de tomate entre las que se identificó un mutante de desarrollo de elevado interés por su relación con la tolerancia a estreses abióticos. Entre las líneas de Solanum pennellii analizadas se han identificado fenotipos con distintas alteraciones. En tres de estas líneas se llevó a cabo una evaluación más avanzada llegando a identificar y clonar el gen afectado en una de ellas. Tanto los mutantes identificados como las metodologías desarrolladas son de gran valor para seguir profundizando en los procesos relacionados con la tolerancia a estreses abióticos en una especie tan importante como el tomate. / [CA] El coneixement dels gens clau que afecten al desenvolupament de les plantes i la seua tolerància a estressos abiòtics és un aspecte molt important, des d'un punt de vista bàsic com a aplicat. L'escrutini de poblacions mutagenitzades de plantes permet la identificació de mutants i a partir d'ells conèixer els gens d'un caràcter concret. Quan es compara amb altres alternatives metodològiques (mutàgens físics o químics) la mutagènesi amb T-DNA aporta un avantatge addicional, ja que al tindre el gen un fragment etiquetat pel T-DNA de seqüència coneguda la seua identificació i clonació és més senzilla. D'altra banda, la tomaca és una de las espècies de major importància econòmica a nivell mundial que, en els últims temps, s'ha considerat també una espècie model per a l'estudi de determinats caràcters. Per a aconseguir la identificació de gens clau en la resposta de les plantes a estressos abiòtics i processos de desenvolupament tant vegetatiu com reproductiu, en el nostre laboratori s'està abordant amb col·laboració amb els grups del Dr. Lozano (Universitat d'Almeria) i la Dra. Bolarín (CEBAS-Murcia), un projecte de mutagènesi insercional amb tomaca i espècies silvestres relacionades, entre elles Solanum pennellii. La tesi doctoral s'emmarca en aquest context i té com a objectius la creació d'una col·lecció de plantes transgèniques de Solanum pennellii, el disseny de nous mètodes aptes per a avaluar la tolerància a l'estrès salí, la identificació de caràcters relacionats amb l'estrès hídric i salí, l'escrutini d'algunes línies de S. lycopersicum pre-seleccionades per mostrar diferents alteracions que puguen estar relacionades amb la tolerància a estressos de tipus abiòtic. En abordar estos objectius s'han obtingut els següents resultats. Després d'obtindre més de dos mil línies transgèniques diploides de Solanum pennellii s'han avaluat 821 línies amb els diferents sistemes d'identificació de mutants dissenyats. Dos dels mètodes d'avaluació dissenyats es basaren en el cultiu in vitro i un en un sistema de cultiu in vivo a curt termini. A més, amb aquesta última metodologia s'avaluaren 68 línies de tomaca entre les quals s'identificà un mutant de desenvolupament d'elevat interès per la seua relació amb la tolerància a estressos abiòtics. Entre les línies de Solanum pennellii analitzades s'han identificat fenotipus amb diferents alteracions. En tres d'estes línies es va dura a terme una avaluació més avançada arribant a identificar el gen afectat en una de les línies. Tant els mutants identificats com les metodologies desenvolupades són de gran valor per a seguir aprofundint en els processos relacionats amb la tolerància a estressos abiòtics en una espècie tan important como la tomaca. / Schleicher, P. (2017). Mutagenesis insercional en tomate y Solanum pennellii: Identificación de mutantes en inserción alterados en el desarrollo y la tolerancia a la salinidad [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/81860

Cucumber is one of the most important horticultural species at economic level. Despite its agronomic relevance, there is currently no efficient transformation method available. The problems to obtain transgenic cucumber plants are mainly due to the low morphogenetic response in explants of certain genotypes, poor adequacy of selection methods, decrease in regeneration rate as a consequence of the usual treatments in a transformation experiment and, above all, the high rate of 'escape' plants. Taking into account the existing problems, the first objective of the present work has been the evaluation of the morphogenetic response in cucumber explants and the development of regeneration methods potentially useful in transformation experiments. These studies have been carried out with two commercial cultivars, four pure lines and one line that has been frequently used in cucumber breeding programs. Different types of primary explants have been evaluated to determine which may be the most suitable in a transformation experiment. The influence of the ontogenic state of the seedling on the degree of myxoploidy in cotyledon explants has been studied. Likewise, the ploidy level of regenerated plants from these explants has been determined. Regarding the culture medium, the effect of growth regulators, as well as that of other components, such as silver nitrate or copper sulphate, has been studied. In the context of the second objective, studies on the different stages of the transformation process by co-cultivation of cucumber explants with Agrobacterium tumefaciens have been carried out. Several factors, such as the Agrobacterium strain, how to carry out the phases of inoculation and co-culture, the suitability of different marker genes in the selection process and the influence of different components of the culture medium have been analyzed. Attempts have also been made to infer the causes of the occurrence of 'escape' plants or the formation of chimeras in cucumber transformation experiments. Finally, based on the results obtained, some solutions that could help to avoid this problem in future experiments are proposed. / El pepino es una de las especies hortícolas más importantes a nivel económico. Pese a su relevancia agronómica, no puede decirse que a día de hoy se disponga de un método de transformación adecuado. Los problemas a la hora de conseguir plantas transgénicas de pepino estriban en la baja respuesta morfogenética en explantes de ciertos genotipos, la escasa adecuación de los métodos de selección, el descenso en la tasa de regeneración debido a los tratamientos habituales en un experimento de transformación y, sobre todo, la alta tasa de escapes. En función de la problemática existente, el primer objetivo del presente trabajo ha sido la evaluación de la respuesta morfogenética en explantes de pepino y el desarrollo de métodos de regeneración potencialmente útiles en experimentos de transformación. Estos estudios se han llevado a cabo con dos cultivares comerciales, cuatro líneas puras y una línea que ha sido utilizada frecuentemente en programas de mejora genética de pepino. Se han empleado distintos tipos de explantes primarios para determinar cuál o cuáles pueden ser los más adecuados en un experimento de transformación. Se ha estudiado la influencia del estado ontogénico de la plántula sobre el grado de mixoploidía en explantes de cotiledón. Asimismo, se ha determinado el nivel de ploidía de las plantas regeneradas a partir de estos explantes. Por lo que respecta al medio de cultivo, además de estudiar el efecto de componentes habituales (e.g. reguladores del crecimiento) se ha evaluado el de otros que no lo son tanto, como el nitrato de plata o el sulfato de cobre. En el contexto del segundo objetivo se han realizado una serie de estudios sobre las etapas del proceso de transformación mediante co-cultivo de explantes de pepino con Agrobacterium tumefaciens. Se han analizado diversos factores, tales como la cepa de Agrobacterium, la forma de llevar a cabo las fases de inoculación y co-cultivo, la adecuación de distintos genes marcadores en el proceso de selección y la influencia de distintos componentes del medio de cultivo. Asimismo, se han tratado de inferir las causas que generan la aparición de escapes o de quimeras en experimentos de transformación de pepino. Por último, sobre la base de los resultados obtenidos, se proponen algunas soluciones que podrían ayudar a evitar este problema en futuros experimentos. / El cogombre és una de les espècies hortícoles més importants a nivell econòmic. A pesar de la seua rellevància agronòmica, no pot dir-se que a hores d'ara es dispose d'un mètode de transformació adequat. Els problemes a l'hora d'aconseguir plantes transgèniques de cogombre consistixen en la baixa resposta morfogenètica en explants de certs genotips, l'escassa adequació dels mètodes de selecció, el descens en la taxa de regeneració degut als tractaments habituals en un experiment de transformació i, sobretot, l'alta taxa de fugues. En funció de la problemàtica existent, el primer objectiu del present treball ha sigut l'avaluació de la resposta en explants de cogombre i el desenvolupament de mètodes de regeneració potencialment útils en experiments de transformació. Estos estudis s'han dut a terme amb dos cultivars comercials de cogombre, tres línies pures i una línia que ha servit de base en programes de millora. S'han empleat distints tipus d'explants primaris per a determinar quin o quins poden ser els més adequats en un experiment de transformació. Pel que fa al mig de cultiu, a més d'estudiar l'efecte de components habituals (e.g. reguladors del creixement) s'ha avaluat el d'altres que no ho són tant, com el nitrat de planta o el sulfat de coure. Així mateix, s'ha analitzat el grau de mixoploidia en alguns explants i l'efecte de certs tractaments sobre el nivell de ploidia de les plantes regenerades. En el context del segon objectiu s'han realitzat una sèrie d'estudis sobre les etapes del procés de transformació per mitjà de co-cultiu d'explants de cogombre amb Agrobacterium tumefaciens. S'han analitzat diversos factors, com ara el cep d'Agrobacterium, la forma de dur a terme les fases d'inoculació i co-cultiu, l'adequació de distints gens marcadors en el procés de selecció i la influència de distints components del mig de cultiu. Així mateix, s'han tractat d'inferir les causes que generen l'aparició de plantes no transgèniques (escape plants) o de quimeres en experiments de transformació de cogombre. Finalment, sobre la base dels resultats obtinguts es plantegen algunes solucions que ajuden a evitar estos problemes en futurs experiments. / Fonseca Miguel, JA. (2017). Estudios sobre regeneración y transformación genética en pepino (Cucumis sativus L) vía Agrobacterium tumefaciens [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90405

Pseudozyma flocculosa is a biological control agent related to anamorphs of the Ustilaginales. Its mode of action against powdery mildew fimgi is antibiosis, and the metabolite flocculosin is believed to be a key factor in its biocontrol properties. In order to identify genes involved in the control of these properties, random insertional mutagenesis had previously been attempted, but a genetic transformation method yielding single genomic insertions was required. To this end, genetic transformation by Agrobacterium tumefaciens was optimized in the related species P. antarctica, in the hope of eventually adapting this method to P. flocculosa. However, the type of genomic insertions obtained in P. antarctica differed from expectations, and thus the emphasis was rather placed on identification of specific genes. To this end, we searched for homologs of genes identified in Ustilago maydis as involved in the biosynthesis of ustilagic acid, a molecule of very similar chemical structure to flocculosin. Homologs of U. maydis cypl, catalyzing the terminal hydroxylation of palmitic acid prior to its incorporation to the cellobiose via a Oglycosidic bond, were isolated and sequenced in P. flocculosa and P. fusiformata. Furthermore, a homolog of U. maydis uatl, involved in acetylation of ustilagic acid, was partially sequenced from P. flocculosa. Ail three newly sequenced genes showed strong séquence similarity to their counterparts in U. maydis. Cypl expression followed a similar pattern of down-regulation when P. flocculosa was actively growing in vitro and in vivo, thereby suggesting that the molecule was preferentially synthesized early in the process of searching for a growth substrate. Also, an attempt was made to generate a P. flocculosa knockout mutant of cypl, although no transformant obtained showed disruption of the cypl genomic locus. This study provides the first évidence of genes potentially involved in the production of flocculosin, a molecule associated with the biocontrol properties of P. flocculosa. / Pseudozyma flocculosa est un agent de lutte biologique contre le blanc des cultures apparenté aux anamorphes des Ustilaginales. Son mode d'action contre le blanc est l'antibiose, et la flocculosine serait la molécule antifongique lui conférant cette action. Dans le but d'identifier des gènes impliqués dans le contrôle de l'antibiose, des essais de mutagenèse insertionnelle aléatoire avaient déjà été entrepris. Afin de faciliter ces travaux, une méthodologie de transformation génétique générant des insertions uniques devait être mise au point. Dans ce but, la transformation génétique par Agrobacterium iumefaciens a été appliquée chez l'espèce voisine P. antarcîica dans le but éventuel de pouvoir l'adapter à P. flocculosa. Toutefois, le type d'insertions obtenues dans le génome ne correspondait pas aux attentes chez P. antarcîica. L'approche a ainsi été redirigée vers l'identification de gènes spécifiques, dont les homologues caractérisés chez Ustilago maydis sont impliqués dans la synthèse de l'acide ustilagique, une molécule dont la structure chimique est très similaire à celle de la flocculosine. Des homologues du gène cypl d'U. maydis, dont le produit serait impliqué dans l'hydroxylation terminale de l'acide palmitique avant son incorporation au cellobioside via un lien O-glycoside, ont été isolés et séquences chez P. flocculosa et P. fusiformata. De plus, un homologue du gène uatl d'U. maydis, dont le produit serait impliqué dans l'acétylation de la molécule, a été partiellement séquence chez P. flocculosa. L'expression de cypl a montré un patron de sous-expression similaire lorsque P. flocculosa était en croissance active in vitro et in vivo, suggérant donc que la flocculosine est synthétisée principalement au début du processus de recherche d'un nouveau substrat de croissance. Par ailleurs, un essai de génération d'un mutant de P. flocculosa contenant une délétion du gène cypl a été effectué, mais le locus génomique cypl était intact chez tous les transformants obtenus. Cette étude représente la première découverte de gènes dont les produits sont potentiellement impliqués dans la production de la flocculosine, une molécule associée au potentiel de lutte biologique de P. flocculosa.

Conforme novas tecnologias e metodologias estão surgindo, e pesquisadores estão sedentos por ferramentas moleculares mas rápidas, mais eficientes e fáceis de usar, dominar os princípios e tecnologias do design de vetores e padronização de partes biológicas tornaram-se desafios fundamentais. Isso está abrindo espaço para o surgimento de uma disciplina inteiramente nova chamada Biologia Sintética. Esta área de estudo inovadora combina partes e módulos biológicos para criar sistemas mais confiáveis e robustos. Linhagens fúngicas são comumente alvo desses estudos, não apenas porque muitos achados fundamentais em relação à clonagem molecular surgiram das lições dadas por elas, mas também devido a um imenso e inexplorado potencial desses organismos em uma ampla gama de aplicações - desde biocombustíveis e produção de químicos finos até terapias biomédicas. Neste contexto, a presente dissertação é dividida em duas partes: a primeira diz respeito ao design e construção de uma ferramenta modular e versátil para ser aplicada em várias linhagens de fungos. Essa ferramenta é um plasmídeo binário para transformação mediada pro Agrobacterium tumefaciens, que foi construído em quatro diferentes versões contendo GFP ou mCherry como proteínas repórter e um gene sintético de resistência à higromicina como marcador de seleção. O vetor foi validado em Paracoccidioides lutzii, um patógeno oportunista humano dimórfico que é muito importante para medicina, mas ainda carecia de ferramentas genéticas eficientes. A segunda parte consiste na criação de uma biblioteca de promotores para a levedura oleaginosa Rhodosporidium toruloides, um promissor hospedeiro para a produção de bioprodutos a partir de biomassa, uma vez que pode eficientemente consumir açúcares C5 e C6 e aromáticos derivados da lignina. Vinte e nove promotores foram testados em um cassete de duplo-repórter - compreendendo ambas as proteínas fluorescentes GFP e mRuby - utilizando citometria de fluxo para análise de células únicas. A coleção de promotores apresentados neste trabalho é a maior disponível para R. toruloides até o momento e foi um avanço indispensável para superar a10 escassez de ferramentas para este organismo. Notavelmente, também apresentamos os primeiros promotores bidirecionais descritos para essa levedura e otimizamos o protocolo de transformação. Portanto, a Biologia Sintética foi eficientemente aplicada para expandir a coleção de partes biológicas padronizadas e otimizar vetores para transformação e manipulação genética de fungos. Estas ferramentas são de valor imediato e são aplicáveis a desafios muito distintos, mas igualmente importantes: a busca de novas soluções para a saúde humana e para uma economia bio-sustentável. / As new technologies and methodologies are surfacing, and researchers are now eager for fast, enhanced and easy-to-use molecular tools, mastering the principles and technologies of vector design and standardization of biological parts have become fundamental challenges. This is making room for the rise of an entirely novel discipline called Synthetic Biology. This innovative field of study combines biological parts and modules to create more reliable and robust systems. Fungal strains are commonly the target of these studies, not only because several fundamental findings regarding molecular cloning arose from lessons given by them, but also due to an immense and much unexplored potential of those organisms in a wide range of applications - ranging from biofuels and fine chemicals production to biomedical therapies. In this context, the present dissertation is divided in two parts: the first one concerns the design and construction of a modular and versatile tool to be applied in several fungal strains. This tool is a plasmid binary vector for Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation, which was built in four different versions containing either GFP or mCherry as reporter proteins and a synthetic hygromycin resistance gene as selection marker. The vector was validated in Paracoccidioides lutzii, a dimorphic human opportunist pathogen that is very important for health care but was still lacking efficient genetic tools. The second part consists in the creation of a promoter library for the oleaginous yeast Rhodosporidium toruloides, a promising host for the production of bioproducts from biomass since it can efficiently consume C5 and C6 sugars and lignin-derived aromatics. Twenty-nine promoters were tested with a dual-reporter cassette - comprising both GFP and mRuby fluorescent proteins - using flow cytometer for single-cell analysis. The assortment of promoters presented in this work is the largest set available for R. toruloides until now and was an imperative advancement to overcome the scarcity of tools for this organism. Remarkably, we also presented the first bidirectional promoters described for this yeast and optimized the transformation protocol. Thus, we efficiently applied Synthetic Biology to expand the collection of standard biological parts and to12 optimize vectors for fungal transformation and genetic manipulation. These tools are of immediate value and are applicable for very distinct but equally important challenges: the pursuit of new solutions for human health and for a sustainable biobased economy

Brachiaria é um gênero de forrageiras da família Poaceae que apresenta plantas que se reproduzem por via sexual e assexualmente por apomixia,reprodução por sementes. A apomixia desperta interesse biológico e biotecnológico, pela perspectiva de levar esta característica de clonagem de plantas via sementes, a outras espécies. As cultivares plantadas de B. brizantha cv. Marandu e B. decumbens cv. Basilisk são poliplóides e reproduzem-se por apomixia, enquanto as plantas sexuais são diplóides,o que inviabiliza os cruzamentos, dificultando sobremaneira o melhoramento. A transformação genética é uma estratégia que vem sendo incorporada ao melhoramento genético. A natureza apomítica destasplantas pode permitir a clonagem e estabilidade das plantas transgênicas. Para transformação genética é necessário o desenvolvimento de um método eficiente de regeneraçãoin vitro. B. brizantha é considerada recalcitrante a cultura de tecidos, e métodos eficientes associados com os sistemas de transformação genética ainda não foram descritos na literatura. O arroz (Oryza sativa) é uma Poaceae modelo para estudos de genética inversa, no entanto, cultivares tropicais do grupo japônica são recalcitrantes a transformação genética, como é o caso da cultivar Primavera. O método direto de transformação genética mais amplamente utilizado é a biobalística, e vem sendo aplicado em espécies de monocotiledôneas, uma vez que essas não são hospedeiros naturais de Agrobacterium tumefaciens. No entanto, vários fatores tem sido testados no sentido de favorecer a interação e transferência de genes durante a cocultura para obtenção de transgênicos em diversas espécies de monocotiledôneas. Os objetivos deste estudo foram obter sistemas de regeneração in vitro deB. Brizanthae de arroz cultivar Primavera para transformação genética destas espécies. Em B. brachiaria foram obtidos sistema de micropropagação, organogênese, calos embriogênicos, unidades embriogênicas e suspensões celulares, e para a cultivar Primavera de arroz foram obtidas unidades embriogênicas, que foram caracterizadas morfo-anatomicamente e quanto as condições de indução, multiplicação e regeneração in vitro. Métodos de expressão transiente e estável de genes marcadores foram estabelecidos para B brizantha via biobalística e Agrobacterium tumefaciens. A natureza da transgenia foi confirmada por métodos histoquímico e molecular como PCR e Southern blot. Os sistemas de regeneração e transformação obtidos mostraram-se eficientes e irão contribuir para os estudos da apomixia e introdução de genes de interesse em braquiária / Brachiaria is a genus of Poaceae family forage grass that reproduces by sexual and asexually by apomixis. Apomixis is of biological and biotechnological interest awakened by the prospect of bringing this feature of cloning plants through seed to other species. B. brizantha cv. Marandu and B. decumbens cv. Basilisk are polyploid and reproduce by apomixis, while the sexual plants are diploid, which makes the crosses, greatly hindering the improvement. Genetic transformation is a strategy that is being incorporated into breeding programs. The nature of these apomictic plants may allow the cloning and the stability of transgenic plants. For genetic transformation is necessary to develop an efficient method of in vitro regeneration. B. brizantha is considered recalcitrant to tissue culture, and efficient methods associated with the genetic transformation systems have not been described in the literature. Rice (Oryza sativa) is a Poaceae model for studies of reverse genetics; however, tropical cultivars from japonica group are recalcitrant to genetic transformation, such as Primavera cultivar. Biolistic is the genetic transformation direct method most widely used, and has been applied to species of monocots, since these are not natural hosts of Agrobacterium tumefaciens. However, several factors have been tested in order to promote interaction and gene transfer during coculture for obtaining transgenics in several monocots species. The objectives of this study were to obtain in vitro regeneration and genetic transformation systems for these species. In B. Brachiaria systemsfor micropropagation, organogenesis, embryogenic units and embryogenic cell suspensions were obtained, and forrice Primavera cultivar embryogenic units were obtained, which was morpho-anatomical characterized and in vitro induction, proliferation and regeneration conditions established. Methods for transient and stable gene expression have been acquired for B. brizanthavia biolistic and Agrobacterium tumefaciens. The nature of the embryogenic callus and transgenic plants was confirmed by histochemical and molecular methods such as PCR and Southern blot. The regeneration and transformation systems showed to be effective and will contribute to apomixis studies and introduction of genes of interest in B. brizantha

O presente trabalho teve como principal objetivo obter plantas transgênicas, dos cultivares porta-enxerto limão \'Cravo\' e laranja azeda e de cultivares copa de laranja doce, expressando genes que possam influenciar no nível de resistência ao vírus da tristeza dos citros (CTV) e, possivelmente à morte súbita dos citros. Buscou-se ainda estudar a organogênese in vitro de espécies cítricas. Experimentos para a indução da organogênese in vitro foram realizados a partir de segmentos de epicótilos de plântulas germinadas in vitro de espécies cítricas avaliando-se: a resposta organogênica de três diferentes regiões do epicótilo, na presença (1,0 mg.L-1) ou ausência de BAP, em meio MT, e a regeneração em diferentes concentrações de BAP (0; 0,5; 1,0; 1,5 e 2,0 mg.L-1) adicionadas ao meio MT. Também avaliou-se a regeneração de segmentos internodais de limão ?Cravo? e laranja azeda em diferentes concentrações de BAP (0; 0,5; 1,0; 2,0 e 4,0 mg.L-1) em meio MT; e de laranja azeda em meio de cultura MT e DBA3, suplementados com diferentes concentrações de BAP (0; 1,0 e 2,0 mg.L-1) e ANA (0; 0,3 e 0,5 mg.L-1). Foi utilizado o método de transformação genética mediado por Agrobacterium tumefaciens utilizando-se tecido juvenil coletado de plantas cultivadas in vitro (segmentos de epicótilo) ou em casa de vegetação (segmentos internodais) como explantes. Utilizou-se a estirpe EHA105 de A. tumefaciens, contendo os plasmídeos: a) pCTV-CP: contendo o gene da capa protéica do CTV; b) pCTV-dsCP: contendo repetições invertidas do gene da capa protéica do CTV, interligadas pelo intron do gene da quitinase de citros; c) pCTVcons: contendo uma seqüência conservada antisense do CTV. As construções gênicas foram elaboradas a partir do plasmídeo pCAMBIA 2201, dirigidas pelo promotor 35S e o terminador NOS. Foram utilizados também os genes de seleção nptII e o repórter GUS. As gemas adventícias desenvolvidas foram identificadas como transgênicas pelo teste histoquímico GUS e por PCR e a confirmação da transformação genética foi feita por Southern Blot. A expressão da proteína do CTV foi verificada pelo teste serológico de PTA-ELISA. A resposta morfogênica em função da região do epicótilo e das concentrações da citocinina BAP é dependente do cultivar de citros. A suplementação do meio de cultura com a citocinina BAP proporcionou um maior número de gemas adventícias regeneradas por explante, tanto em segmentos de epicótilo como em segmentos internodais dos cultivares de citros estudados. A suplementação do meio de cultura com a citocinina BAP é essencial na regeneração de gemas adventícias em segmentos internodais de laranja azeda. Foi possível regenerar plantas transgênicas, pelo protocolo de transformação genética mediado por Agrobacterium tumefaciens de limão \'Cravo\' contendo o gene da capa protéica do vírus da tristeza dos citros (pCTV-CP) utilizando-se segmentos de epicótilo e segmentos internodais como fonte de explante, e com uma seqüência conservada antisense do CTV, utilizando-se segmentos internodias; e de laranja \'Hamlin\' contendo o gene da capa protéica do CTV, com as construções gênicas pCTV-dsCP e pCTV-CP, e com uma seqüência conservada antisense do CTV, utilizando-se segmentos de epicótilo como fonte de explante. / The objective of the present work was to obtain transgenic plants of rootstocks Rangpur lime and sour orange as well as sweet orange scion varieties, expressing genes that would possibly influence the levels of resistance to the Citrus tristeza virus (CTV) and Citrus sudden death disease. The in vitro organogenesis of Citrus species was also studied. In vitro organogenesis experiments were conducted with epicotyl segments obtained from in vitro germinated seedlings of different Citrus species in order to evaluate: organogenic response of three epicotyl regions, in the presence (1,0 mg.L-1) or absence of BAP, in MT medium, and the regeneration using different BAP concentrations (0; 0,5; 1,0; 1,5 e 2,0 mg.L-1) added to MT medium. The regeneration of internodal segments of Rangpur lime and sour orange was evaluated in MT medium with different BAP concentrations (0; 0,5; 1,0; 2,0 e 4,0 mg.L-1) as well as sour orange regeneration in MT and DBA3 mediums, supplemented with different concentrations of BAP (0; 1,0 e 2,0 mg.L-1) and NAA (0; 0,3 e 0,5 mg.L-1). The Agrobacterium tumefaciens Agrobacterium tumefaciens mediated genetic transformation method of juvenile tissue obtained from in vitro (epicotyls) or green house cultivated plants (internodal segments) was used in this work. The EHA 105 strain was used with the following plasmids: a) pCTV-CP: containing the coat protein gene from CTV; b) pCTV-dsCP: containing inverted repeats of the coat protein gene from CTV interconnected by the Citrus quitinase gene intron; c) pCTVcons: containing an antisense sequence of CTV untranslated region. The gene constructs were built from the pCAMBIA 2201 plasmid, and contained the 35S promoter and the NOS terminator. The nptII selection gene and the GUS reporter gene were also used. The adventitious buds developed were identified as transgenic by GUS histochemical test and PCR, these results were later confirmed by Southern Blot. The transgenic coat protein expression was detected by the serological test PTA-ELISA. The morphogenic response related to the epicotyl region and BAP cytokinin were dependent on the Citrus varieties. The addition of BAP cytokinin to the culture medium showed a greater number of adventitious buds regenerated per explant in both epicotyl and internodal segments of the Citrus varieties studied. The addition of BAP to the culture medium is essential for the regeneration of adventitious buds in sour orange internodal segments. Using the Agrobacterium mediated genetic transformation protocol it was possible to regenerate transgenic plants of different varieties and gene constructs: Rangpur lime containing the coat protein gene of CTV (pCTV-CP) using epicotyl and internodal segments as explant source, and an antisense sequence of CTV untranslated region using internodal segments as explant source; Hamlin sweet orange containing the coat protein gene of CTV in constructions pCTV-CP and pCTV-dsCP, and an antisense sequence of CTV untranslated region using epicotyl segments as explant source.