Submitted by Flávia Constantino Meirelles null (flavia_meirelles1905@hotmail.com) on 2018-03-13T16:44:57Z No. of bitstreams: 1 Flávia Constantino Meirelles.pdf: 1967081 bytes, checksum: ce4209e942c83fc722dc2da70f509246 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-03-13T20:20:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 meirelles_fc_me_ilha.pdf: 1967081 bytes, checksum: ce4209e942c83fc722dc2da70f509246 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-13T20:20:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 meirelles_fc_me_ilha.pdf: 1967081 bytes, checksum: ce4209e942c83fc722dc2da70f509246 (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Com a crescente adoção da prática de rotação de culturas, o arroz de terras altas tem se tornado uma opção viável na região do Cerrado, e para que haja um maior investimento e retorno na cultura do arroz de terras altas, é fundamental o ajuste das melhores épocas de semeadura e a escolha de cultivares adequados. Assim, o objetivo do trabalho foi identificar a melhor época de semeadura e o cultivar que expresse seu potencial produtivo, sendo adaptável e estável, além de possuir boa qualidade industrial, em região de Cerrado de baixa altitude. O experimento foi desenvolvido no município de Selvíria (MS), durante o ano agrícola 2016/17. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro épocas de semeadura (outubro, novembro, dezembro e fevereiro), cada uma com oito cultivares de arroz (BRS Esmeralda, ANa 5015, ANa 6005, IPR 117, IAC 500, IAC 203, BRSGO Serra Dourada e ANa 7211) e quatro repetições. As semeaduras realizadas em outubro e novembro proporcionaram maiores valores de nitrogênio foliar, massa de matéria seca da parte aérea, espiguetas totais e cheias por panícula, fertilidade de espiguetas e eficiência produtiva de grãos. A semeadura em outubro proporcionou as maiores massas de cem grãos. Houve acamamento na semeadura em novembro e incidência de escaldadura na semeadura em dezembro. Os cultivares BRS Esmeralda, ANa 5015, ANa 6005 e IPR 117 destacaram-se no teor de nitrogênio foliar, espiguetas cheias por panícula e apresentaram adaptabilidade geral às diferentes épocas de semeadura. As maiores produtividades foram observadas na semeadura em outubro destacando-se o cultivar BRS Esmeralda, seguida da semeadura em novembro, destacando-se os cultivares BRS Esmeralda, ANa 5015, ANa 6005 e IPR 117, porém houve acamamento do cultivar IPR 117 em todas as épocas de semeadura. A qualidade industrial de grãos polidos foi superior nos cultivares IAC 500 e BRSGO Serra Dourada. Já, para a qualidade de grãos integrais, houve destaque para o cultivar IAC 500. / With the increasing adoption of crop rotation practice, upland rice has become a viable option in the Cerrado region, and for there to be a greater investment and return on upland rice cultivation, it is fundamental to adjust the best sowing times and the choice of suitable cultivars. Thus, the objective of this work was to identify the best sowing season and the cultivar that expressed its productive potential, being adaptable and stable, besides having good industrial quality, in a low altitude Cerrado region. The experiment was carried out in the municipality of Selvíria, Mato Grosso do Sul State, Brazil, during the agricultural year 2016/17. The experimental design was randomized blocks with four sowing times (October, November, December and February), each with eight rice cultivars (BRS Esmeralda, ANa 5015, ANa 6005, IPR 117, IAC 500, IAC 203, BRSGO Serra Dourada and ANa 7211) and four replicates. Seeds in October and November provided higher values of leaf nitrogen, aerial part dry mass, total and full spikelets per panicle, spikelet fertility and productive efficiency of grains. Seeding in October provided the largest hundred grain weight. Lodging occurred at sedding in November and scald incidence occurred in December. BRS Emeralda , ANa 5015, ANa 6005 and IPR 117 cultivars are highlighted in the leaf nitrogen content, full spikelets per panicle and had general adaptability to different sowing times. The highest yields were observed in the sowing in October, especially BRS Esmeralda, followed by sowing in November, especially the cultivars BRS Esmeralda, ANa 5015, ANa 6005 and IPR 117, but there was lodging of the cultivar IPR 117 in all sowing seasons. The industrial quality of polished grains was highest in the cultivars IAC 500 and BRSGO Serra Dourada. For the quality of whole grains, the cultivar IAC 500 was highlighted.

O arroz é um dos cereais mais produzidos e consumidos no mundo, cultivado em aproximadamente 156 milhões de hectares, com uma produção mundial de mais de 600 milhões de toneladas por ano. O arroz é, hoje, alimento básico para mais de dois terços da população mundial. Contudo, minerais como ferro e zinco são perdidos durante o processo de beneficiamento dos grãos para comercialização. Uma vez que a deficiência de ferro afeta cerca de três bilhões de pessoas e é a deficiência mineral mais comum em humanos, diversos esforços têm sido feitos para aumentar a concentração deste mineral em grãos de arroz. Diversos projetos têm como objetivo compreender o mecanismo de translocação de nutrientes para grãos de arroz, visando o aumento de sua concentração com fins de biofortificação do alimento. Para melhor compreender a homeostase de ferro em plantas de arroz, conduzimos experimentos para analisar possíveis funções de duas proteínas. Proteínas da família NRAMP (Natural Resistance Associated Macrophage Protein) foram descritas como tendo envolvimento na homeostase de ferro em diferentes organismos. OsNRAMP7 apresenta propriedades características da família, como os motivos DPGN e MPH, possivelmente envolvidos no transporte de metais. Oócitos de Xenopus injetados com o mRNA de OsNRAMP7 apresentaram aumento significativo na concentração de ferro. A expressão heteróloga da proteína em oócitos indica o envolvimento da proteína no transporte transmembrana de ferro. Ferritina é outra proteína envolvida na homeostase de ferro nas células. Ferritinas são proteínas esféricas, capazes de armazenar ferro no seu interior, agindo também como um estoque de ferro nas células. O armazenamento de ferro dentro desta proteína pode prevenir reações que levam a produção de radicais livres e, consequentemente, estresse oxidativo. Duas cópias do gene da ferritina foram descritas em arroz. Respostas ao estresse oxidativo em uma linhagem mutante de arroz para o gene OsFER2 foram estudadas. Quando submetidas a excesso de ferro, plantas mutantes tiveram aumento na concentração de MDA (malondialdeído) nas partes aéreas e da atividade da enzima APX (ascorbato peroxidase) em raízes, revelando respostas ao dano oxidativo quando há baixa produção de ferritina. Plantas mutantes acumulam menos biomassa do que plantas WT (wild type) mesmo em condição controle de crescimento. Isso pode indicar um possível papel da ferritina na homeostase de ferro em plantas de arroz, ainda que as mesmas não estejam em estresse por excesso de ferro. Mecanismos compensatórios como o aumento da quantidade da proteína 5 frataxina e aumento do influxo de ferro para vacúolos também devem ser investigados. Mais experimentos são necessários para melhor compreensão do papel da ferritina na homeostase de ferro em arroz. Não obstante, com os experimentos aqui apresentados é possível determinar o envolvimento da proteína OsNRAMP7 na homeostase de ferro em arroz. / Rice is one of the most produced and consumed cereals in the world, cultivated in approximately 156 million hectares, with a world production of over 600 million tons. It is a staple food for two thirds of the world population. However, minerals such as iron and zinc are lost during rice processing for commercialization. Since iron deficiency affects around three billion people, and is the most common mineral deficiency in humans, several efforts have been made in order to increase this nutrient’s levels in rice grains. Several projects have as goal to understand translocation mechanisms of nutrients to rice grains as to increase their levels for biofortification purposes. To better understand iron homeostasis in rice plants, we conducted experiments in order to analyze the putative role of two proteins. The NRAMP (Natural Resistance Associated Macrophage Protein) family was described as having an important role in iron homeostasis in different organisms. OsNRAMP7 presents characteristic features of the family, as motifs DPGN and MPH, said to be involved in metal transport. Xenopus oocytes injected with OsNRAMP7 mRNA exhibited a significant increase in iron content. Heterologous expression of the protein in oocytes indicated that the protein is involved in transmembrane iron transport. Ferritin is another protein involved in intracellular iron homeostasis. Ferritins are spherical proteins capable of storing iron in their core, also acting as an iron buffer in cells. Storage of free iron inside this protein may prevent reactions that lead to the formation of oxygen radicals and, therefore, to oxidative stress. Two ferritin genes have been described in the rice genome. We studied the oxidative stress response of a mutant line of rice with impaired expression of OsFer2. When subjected to iron excess, mutant plants increased MDA (malondialdehyde) concentration in shoots and APX (ascorbate peroxidase) enzyme activity in roots, revealing oxidative damage responses when ferritin production is impaired. Mutant plants have lower weight than WT (wild type) even in control growth condition. This may indicate a possible role of ferritin in iron homeostasis in rice plants, even when they are not under iron stress. Compensative mechanisms such as increase of frataxin levels and iron influx to the vacuole should be investigated. More experiments are required for a proper understanding of ferritin role in iron homeostasis. Still, with these experiments allowed to determine the involvement of the OsNRAMP7 protein in iron homeostasis in rice.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O papel fisiolÃgico das peroxidases de glutationa (GPX) da mitocÃndria em plantas à muito pouco conhecido. Suas relaÃÃes com a fotossÃntese sÃo desconhecidas, ainda mais na presenÃa de estresse salino. Essa enzima possui grande importÃncia na remoÃÃo de H2O2 e hidroperÃxidos orgÃnicos, contribuindo na proteÃÃo oxidativa e na homeostase redox. Neste estudo, mutantes de arroz silenciados nos genes OsGPX1 ou OsGPX3, das proteÃnas mitocondriais, foram utilizados para entender os mecanismos fisiolÃgicos do papel dessa enzima no crescimento e fotossÃntese. Adicionalmente, estes processos foram estudados tambÃm em condiÃÃes de estresse salino para as plantas silenciadas em OsGPX1. Os resultados mostram, pela primeira vez, que a deficiÃncia de uma GPX mitocondrial à capaz de restringir o crescimento vegetal por deficiÃncia na fotossÃntese. Este efeito deve ser causado indiretamente por mudanÃas nas redes genÃticas e metabÃlicas desencadeadas por alteraÃÃes nos nÃveis de H2O2 (aumentado) e/ou glutationa reduzida (diminuÃda). à provÃvel que o estado redox alterado em mitocÃndrias pelo efeito da GPX possa aumentar a fotossÃntese atravÃs da comunicaÃÃo entre esta organela e cloroplastos por mecanismos ainda nÃo estabelecidos. AlÃm disso, o gene OsGPX1 mostrou ter papel significativo no controle do movimento estomÃtico, que à crucial para a eficiÃncia do uso da Ãgua sob condiÃÃo de estresse salino. As GPX mitocondriais tambÃm parecem estar envolvidas com a dissipaÃÃo do excesso de energia luminosa na forma de calor (NPQ) no aparato do fotossistema II e na rota da fotorrespiraÃÃo. Em conclusÃo, o gene OsGPX1, associado com seu produto proteico e mudanÃas desencadeadas nas redes metabÃlicas e gÃnicas, sÃo essenciais para o crescimento de arroz pelo aumento da fotossÃntese, especialmente a nÃvel de eficiÃncia de uso da luz envolvendo atividade do fotossistema II e eficiÃncia quÃntica do CO2 em condiÃÃes normais de crescimento. Adicionalmente, a GPX1 aparenta mostrar uma importÃncia menor para a resistÃncia ao estresse salino. / The physiological role of glutathione peroxidases (GPX) in plant mitochondria is little known. Their relations with the photosynthesis are unknown, even more in presence of salt stress. This enzyme have great importance in H2O2 and organic hydroperoxides scavenging, contributing in oxidative protection and redox homeostasis. In this study, silenced rice mutants in OsGPX1 and OsGPX3 genes, coding for the mitochondrial proteins, were used to better understand the physiological mechanisms of the role of this protein in growth and photosynthesis. Additionally, these processes were also studied in salt stress conditions with the plants silenced in OsGPX1. The results show, for the first time, that the lacking of a mitochondrial GPX is capable of restricting plant growth by impairment in photosynthesis. This response might be an indirect consequence of changes in gene and metabolic networks trigged by alterations in H2O2 (raised) and/or reduced glutathione (diminished). It is likely that the altered redox state in mitochondria by GPX effects can improve photosynthesis through cross-talk between this organelle and chloroplasts by yet unknown mechanisms. Furthermore, the OsGPX1 gene showed significant role in stomatal control, which is crucial to the water use efficiency under salt stress conditions. The mitochondrial GPX also seems to be involved with dissipation of excess light energy as heat (NPQ) in photosystem II apparatus and in photorespiratory pathway. In conclusion, the OsGPX1 gene, associated with it protein product and changes in gene and metabolic networks, are essential to rice growth by improvement of photosynthesis, especially at light use efficiency level involving photosystem II activity and CO2 quantum efficiency in normal and growth conditions. Additionally, GPX1 seems to be less important to salt stress tolerance.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As enzimas Peroxidase do ascorbato (APX) e catalase (CAT) sÃo as mais importantes na remoÃÃo de H2O2 nas cÃlulas vegetais. Ambas estÃo presentes nos peroxissomos. Em elevada fotorrespiraÃÃo a quantidade de H2O2 nos peroxissomos à aumentada, em funÃÃo de uma maior atividade de glicolato oxidase (GO), enzima produtora de H2O2. A catalase se destaca na remoÃÃo de H2O2 por possuir um Km elevado e ser capaz de eliminar maiores concentraÃÃes de H2O2 do que a APX. A importÃncia da isoforma peroxissomal da APX no metabolismo antioxidante das cÃlulas vegetais ainda à desconhecida. Hà poucos trabalhos na literatura que estudam a papel da APXp. Para tanto, realizamos esse trabalho com o objetivo de avaliar o efeito da inibiÃÃo da catalase em plantas de arroz (APX4) silenciadas em uma isoforma peroxissomal de APX. Inicialmente foi realizada uma caracterizaÃÃo de trÃs linhagens de APX4 (Lg, Lh e Lj), com o objetivo de selecionar uma para estudos futuros. Foi observado uma menor atividade de GO e um leve aumento na fotossÃntese liquida nas trÃs linhagens mutantes. Com base em parÃmetros bioquÃmicos, fisiolÃgicos e fotossintÃticos, foi escolhida a linhagem APX4-Lg. O silenciamento da APX4 resultou em supressÃo da expressÃo da outra isoforma peroxissomal, APX3. Posteriormente, foram realizados experimentos inibindo a catalase com aminotriazol (AT) em plantas NT (nÃo transformadas) e APX4. As plantas mutantes tiveram um menor vazamento de eletrÃlitos do que as NT, com a inibiÃÃo da catalase. A sÃntese de GSH (glutationa reduzida), na ausÃncia de CAT, foi maior nas plantas NT. Com a inibiÃÃo da CAT a atividade de GPX (peroxidade da glutationa) aumentou mais nas plantas APX4. Com o objetivo de induzir uma maior efeito da ausÃncia de CAT, foi realizado um experimento combinando inibiÃÃo CAT com luz (1000 μmol fÃtons m-2s-1), em segmentos. Semelhante ao resultados encontrados em plantas, as plantas APX4 sofreram menos com a inibiÃÃo da catalase. Visto que no tratamento de AT+luz as plantas mutantes, comparadas com as NT, apresentaram maior Fv/Fm, menor vazamento de eletrÃlitos e menor acumulaÃÃo de H2O2. Experimentos com inibiÃÃo de GO tambÃm foram conduzidos, com o intuito de reduzir a fotorrespiraÃÃo. Estes resultados mostram que as plantas silenciadas em APX4 apresentam uma maior tolerÃncia a inibiÃÃo da catalase atravÃs de uma nova homeostase redox capaz de lidar melhor com ausÃncia de catalase. Estudos posteriores sÃo necessÃrios para elucidar quais mecanismos as plantas APX4 desenvolveram para conferir a elas uma melhor aclimataÃÃo a ausÃncia de catalase. / The ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT) are the most important enzymes in removing H2O2 of plant cells. Both are present in peroxisomes. In high photorespiration, the amount of H2O2 in peroxisomes is increased, due to greater activity of glycolate oxidase (GO), enzyme producer of H2O2. Catalase has greater involvement in the removal of H2O2 presenting a high Km and the ability to scavenge higher concentrations of H2O2 than APX. The importance of the peroxisomal isoform of APX in antioxidant metabolism of plant cells is still unknown. There are few papers in literature reporting the role of pAPX. Thus, we performed this work with the objective of evaluating the effect of catalase inhibition in rice plants (APX4) silenced in APXâs peroxisomal isoform. Initially, it was performed a characterization work of three lines of APX4 (Lg, Lh and Lj), aiming to select one line for future studies. It was observed lower GO activity and a slight increase in net photosynthesis in the three mutant lines. Based on biochemical, physiological and photosynthetic parameters, APX4-Lg line was chosen. The APX4 silencing resulted in suppression of expression of the other peroxisomal isoform, APX3. Subsequently, experiments were conducted with catalase inhibition by aminotriazole (AT) in plants NT and APX4. Mutant plants had less electrolyte leakage than NT plants when catalase was inhibited. The synthesis of GSH in the absence of CAT was higher in NT plants. After CAT inhibition, GPX activity increase was higher in APX4 than in NT plants. In order to induce a greater effect of the CAT absence, an experiment was performed combining CAT inhibition with light (1000 μmol photons m -2 s -1), in leaf segments. Similar to the results found in plants, APX4 suffered less than NT plants, with catalase inhibition. APX4 plants also showed higher Fv/Fm, lower electrolyte leakage and lower accumulation of H2O2, in AT+light treatment. Experiments with inhibition of GO were also conducted in order to reduce photorespiration. These results show that plants silenced in APX4 exhibited greater tolerance to inhibition of catalase by a new redox homeostasis able to cope with the catalase inhibition. Further studies are needed to elucidate the mechanisms that APX4 plants have developed to provide better acclimation to catalase inhibition.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A cultura do arroz irrigado é a principal atividade agrícola de Roraima, onde se faz uso intensivo de fósforo e potássio, tanto em áreas com vários anos de cultivo, como em áreas de primeiro ano. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta do arroz irrigado a diferentes doses de fósforo e potássio sobre a produtividade de grãos, determinada pela colheita da área útil da parcela (3 x 2,5), em kg ha-1, altura de plantas em cm, medida em dez plantas ao acaso por parcela e componentes de produção. Os dados foram obtidos através da coleta de dez panículas por parcela na área útil, sendo a massa de mil grãos obtida da pesagem destes grãos em balança de precisão, e corrigida para 13%, número de grãos cheios, número de grãos estéreis e total de grãos por panícula, sendo feita sua contagem total e dividida pelo número de panículas, em áreas de primeiro ano e áreas intensamente adubadas. Utilizou-se o delineamento inteiramente ao acaso, no esquema de parcelas subdivididas, sendo feita análise de regressão através de superfície de resposta. / The cultivation of rice is the main agricultural activity of Roraima, which makes intensive use of phosphorus and potassium, so much in areas with several years of cultivation as in areas in the first year of agricultural activity. The aim of this study was to evaluate the response of irrigated rice to the application of different doses of phosphorus and potassium above the grains productivity, determined by the crop of the usuful area of the portion(3 x 2,5), em kg ha-1, height of plants in cm, measured in ten randomized plants for portion and production components.The Data were obtained by collecting ten panicles per plot in the useful area, being the thousand grain mass obtained from the weighing of grain in a precision scale and corrected to 13% number of filled grains, grain number and total number of sterile grains per panicle, and made his total score divided by the number of panicles, in areas of first year and heavily fertilized areas. It was used a completely randomized design in a split plot, being done through regression analysis of response surface.

O arroz (Oryza sativa L.) está entre as culturas mais importantes do mundo, tanto em valores de produção quanto em contribuição para a alimentação humana. A mancha parda, causada pelo fungo Bipolaris oryzae, destaca-se entre as principais doenças que afetam o arroz por reduzir a produtividade das lavouras e a qualidade dos grãos colhidos, colocando em risco a segurança alimentar de mais da metade da população mundial. O biocontrole de doenças como a mancha parda apresenta-se como uma alternativa mais sustentável em comparação ao controle químico que, por sua vez, apresenta elevados custos financeiro e ambiental. Os objetivos desse trabalho foram isolar micro-organismos antagonistas de solo com potencial de utilização no biocontrole da mancha parda, elucidar alguns dos mecanismos de ação ocorrentes no antagonismo entre os micro-organismos isolados e B. oryzae, avaliar os efeitos dos filtrados de cultivos dos micro-organismos isolados sobre o desenvolvimento do fitopatógeno e avaliar a eficácia dos micro-organismos isolados no controle da mancha parda em folhas de arroz. Dois micro-organismos antagonistas foram selecionados pela capacidade de produzirem metabólitos que inibem o crescimento de outros micro-organismos. Os antagonistas foram identificados como Paecilomyces lilacinus e Bacillus amyloliquefaciens ou B. methylotrophicus (o fragmento sequenciado de gDNA apresentou nível idêntico de similaridade para ambas as espécies), micro-organismos já utilizados na formulação de produtos biológicos para o controle de doenças de plantas. Bacillus spp. e P. lilacinus inibiram o crescimento micelial de B. oryzae em 52,5% e 37,3%, respectivamente, em ensaio de pareamento de culturas. Ambos os micro-organismos isolados foram capazes de inibir, também, o crescimento de outros importantes fitopatógenos como Magnaporthe oryzae, Sclerotinia sclerotiorum e Phytophthora infestans. Além dos metabólitos dissolvidos no meio de cultivo, foi verificada a produção de compostos orgânicos voláteis (COVs) pelos antagonistas. Bacillus spp. e P. lilacinus produziram COVs que reduziram o crescimento de B. oryzae em 19,3% e 20,6% respectivamente. Os filtrados de cultivo de Bacillus spp. e P. lilacinus apresentaram efeito fungistático sobre o desenvolvimento de B. oryzae. O filtrado da bactéria inibiu o crecimento, a esporulação e a germinação daquele patógeno em 74,7%, 94,2% e 100% respectivamente. O filtrado do fungo, por sua vez, foi capaz apenas de reduzir o crecimento micelial do patógeno (39,4%). Os metabólitos produzidos por Bacillus spp. demonstraram ser foto e termoestáveis; enquanto que os produzidos por P. lilacinus perderam sua atividade inibitória na presença de luz ultravioleta de comprimento longo. O biocontrole da mancha parda foi avaliado em segmentos de folhas de arroz tratadas, separadamente, com suspensão de células e esporos de Bacillus spp. e P. lilacinus respectivamente, e em seguida inoculadas com esporos de B. oryzae. Não houve redução da incidência e da severidade da doença através do tratamento de segmentos de folhas de arroz com suspensões de células e esporos dos antagonistas. No presente estudo, os micro-organismos antagonistas isolados de solo foram capazes de inibir in vitro o crescimento de B. oryzae e outros 3 fitopatógenos; porém, nas condições experimentais avaliadas, não foram eficazes no controle in vivo da mancha parda. / Rice (Oryza sativa L.) is one of the most important crops in the world in terms of total production and contribution to human diet. Brown spot of rice, caused by the fungus Bipolaris oryzae, is among the diseases that most affect this crop, reducing both yield and grain quality, and threatening food security for millions of people across the world. Biological control is considered a more sustainable approach to control plant diseases since pesticides application presents higher economical and environmental costs. The objectives of this study were: isolating antagonistic microorganisms from soil which show potential for use in the biocontrol of brown spot; elucidating some of the antagonistic mechanisms of the interaction among the plant pathogen and the isolated microorganisms; assessing the effect of cell-free culture filtrates from the antagonists on the development of B. oryzae; and evaluating the efficacy of the antagonistic microorganisms on the biocontrol of brown spot in rice leaves. Two microorganisms were selected because of the production of metabolites wich showed inhibitory effects on other microorganisms. The selected antagonists were identified as Bacillus amyloliquefaciens or B. methylotrophicus (gDNA sequenced fragments presented high similarity to both species), and Paecilomyces lilacinus, which are already used as commercial biocontrol products. Bacillus spp. and P. lilacinus inhibited mycelial growth of B. oryzae in 52.5 and 37.3%, respectively, in dual plate assays. Both microorganisms also inhibited mycelial growth of other important plant pathogens such as Magnaporthe oryzae, Phytophthora infestans and Sclerotinia sclerotiorum. Besides the production of metabolites dissoveld in the culture medium, the antagonism among B. oryzae and the isolated microorganisms also involves volatile organic compounds (VOCs). Bacillus spp. and P. lilacinus produced VOCs which reduced mycelial growth of that pathogen in 19.3 and 20.6% respectively. The cell-free culture filtrate from both antagonists showed fungistatic effetcs on the development of B. oryzae. The filtrate obtained from Bacillus spp. inhibited mycelial growth (74.7%), spore formation (94.2%) and germination (100%) of the plant pathogen. On the other hand, the antagonistic fungus filtrate was only effective on the reduction of the mycelial growth of B. oryzae (39.4%). While the metabolites produced by Bacillus spp. remained stable after heat and light treatments, the ones produced by P. lilacinus lost their inhibitory activity under near-ultraviolet light exposure. Brown spot biocontrol was assessed in detached rice 5-cm leaf segments treated, simultaneously, with a spore suspension of B. oryzae and cell suspension of Bacillus spp. or spore suspension of P. lilacinus. No reduction in disease incidence and severity was observed in leaves treated with the antagonists in comparison to control (water). In the present study, the antagonistic microorganisms isolated from soil inhibited in vitro the mycelial growth of B. oryzae and other three plant pathogens; however, they were not able to control brown spot in rice leaves in the experimental conditions used.

Les éléments transposables (ET) sont des éléments génétiques ubiquitaires et potentiellement mobiles dans les génomes eucaryotes. Les génomes hôtes ont développé des mécanismes épigénétiques pour contrôler et prévenir la prolifération des ET. Néanmoins, certains ET semblent capables de s’activer en réponses à des stress ou à des facteurs développementaux. Les méthodes disponibles pour détecter l’activité transpositionnelle d’un ET sont souvent limitées au stade transcriptionnel ou sont adaptées à des génomes de petite taille. Relativement peu d’ET sont actuellement connus pour être actifs et les mécanismes spécifiques qui les contrôlent ne sont pas clairement identifiés.Durant mes travaux de thèse, nous avons développé une stratégie de séquençage à haut débit qui permet la détection d’ADN extrachromosomique circulaire (ADNecc) témoignant notamment de l’activité des ET et de la stabilité d’un génome. Ainsi nous avons pu caractériser chez plusieurs espèces le mobilome, défini comme l’ensemble des ADNecc présents dans un tissu.La technique du mobilome-seq s’est avérée être un outil puissant pour la détection des ET actifs notamment chez le riz asiatique Oryza sativa. Notre analyse du mobilome a permis l’identification d’un rétrotransposon PopRice actif dans l’albumen (tissu nourricier du grain) chez différentes variétés de riz. Pour la première fois chez les plantes, nous avons également détecté des insertions somatiques d’ET par re-séquençage de génome entier. À partir de nos résultats, nous avons combiné nos données mobilomiques avec une analyse GWAS pour proposer des pistes afin d’identifier de nouveaux mécanismes de régulation de cet élément.En parallèle, nous avons appliqué la technique du mobilome-seq à différents organismes animaux et végétaux révélant ainsi des spécificités de mobilome propre à chaque espèce. Nos travaux en collaboration avec d’autres équipes ont notamment contribué à préciser le rôle de l’ARN polymérase II dans le contrôle des ET chez O. sativa et à mettre en évidence le lien entre la présence d’ADNecc viral et la réponse immunitaire chez Drosophila melanogaster.Mes travaux de thèse ouvrent des perspectives pour l’étude du mobilome, ce répertoire génomique encore largement inexploré et qui se révèle être à la fois une source d’information au niveau des mouvements des ET mais aussi de la stabilité des génomes. L’étude future des mobilomes promet d’apporter des réponses sur notre compréhension de la dynamique des génomes. / Transposable elements (TEs) are mobile genetic elements that constitute a major part of eukaryotic genomes. Host genomes have developed epigenetic mechanisms to control and prevent their proliferation. While efficiently silenced by the epigenetic machinery, they can be reactivated upon stress or at precise developmental stages. However, available methods to detect TE activity are often limited to transcriptional level or more adapted to small genomes. Today, only few TEs are known to be active and specific mechanisms controlling TEs are not well defined. 
To address this question during my phD, we developed a strategy of high throughput sequencing that detects extrachromosomal circular DNA (eccDNA) forms which reflect TE activity and genome stability. We characterised mobilomes from different organisms defined as all eccDNA in a cell. 
Our mobilome-seq technique successfully identified active TEs especially in asian rice Oryza sativa. We identified an active retrotransposon PopRice in endosperm tissue from different rice varieties. Interestingly and for the first time in plants, we detected somatic insertions from genome- wide resequencing. We combined our mobilome-seq results with a GWAS analysis to propose new PopRice regulation mechanisms. 
 In a second step, we applied our mobilome seq technique to different animal and plant organisms showing mobilome specificities from each species. Our work in collaboration with different labs help contributed to define role of RNA polymerase II in the control of TEs in O. sativa and have revealed a link between presence of eccDNA from virus and immune response in Drosophila melanogaster. 
Altogether, our mobilome-sequencing method opens the possibility to explore unexplored genomic compartment. Future mobilome analysis represents new possibilities to improve our understanding of dynamics of genomes.

Diante das restrições socioambientais do cultivo do arroz irrigado é necessário maior incentivo no seu cultivo em sistema de terras altas, que sofre limitação da produção devido à deficiência hídrica. Para reverter tal situação é necessário adotar irrigação suplementar ou tornar a cultura mais tolerante à seca, através da identificação de características de tolerância à deficiência hídrica, talvez encontrada em genótipos tradicionais de arroz de terras altas. Assim sendo, o presente estudo teve como objetivos: 1 - avaliar a evapotranspiração potencial e calcular o coeficiente da cultura de dois genótipos de arroz de terras altas, moderno e tradicional, numa tentativa de verificar diferenças na tolerância à seca; 2 - com a mesma intensão, avaliar a relação do coeficiente da cultura dos genótipos com seus respectivos índices de área foliar; 3 - avaliar a deficiência hídrica em características morfológicas e bioquímicas dos genótipos; 4 - e avaliar a deficiência hídrica com posterior reidratação nas características produtivas. Os ensaios foram conduzidos em casa de vegetação, utilizando os genótipos: \'Batatais\', arroz tradicional, e \'BRS-Primavera\', arroz moderno. Foram realizados três experimentos. No experimento I avaliou-se a evapotranspiração potencial da cultura (ETc), o coeficiente da cultura (Kc), o índice de área foliar (IAFest) e a relação Kc x IAFest. No experimento II foram avaliadas as características morfológicas e bioquímicas dos genótipos submetidos aos tratamentos: AS - análises antes da suspensão da irrigação; CD - tratamento com deficiência hídrica após três dias de suspensão da irrigação; e SD - tratamento sem suspensão da irrigação. No experimento III avaliou-se as características produtivas dos genótipos submetidos aos tratamentos: CD - com deficiência hídrica após três dias de suspensão da irrigação, seguido de reidratação e com a irrigação mantida até o final do ciclo; e SD - tratamento sem deficiência, irrigado até o final do ciclo. O genótipo BRS-Primavera apresentou maior evapotranspiração por índice de área foliar. A deficiência hídrica não afetou a peroxidação de lipídeos em \'Batatais\', porém, aumentou em \'BRS-Primavera\', que teve maior esterilidade das espiguetas devido ao estresse hídrico, de tal forma que \'Batatais\' apresentou-se com maior tolerância à deficiência hídrica em relação ao \'BRS-Primavera\'. / Face to the sócio-environmental restrictions of irrigated rice cultivation a greater incentive is due to upland rice cultivation, which suffers productivity limitations caused by hydric defficiencies. To reverse this situation it is necessary to adopt supplementary irrigation, or better to identify characteristics of plant tolerance to hydric deficiency, which could be found in upland traditional rice genotypes. Based on this, the present study had as objectives: 1. Evaluate the potential evapotranspiration and calculate the crop coefficient of two highland rice genotypes, modern and traditional, in order to verify differences in relation to hydric resistence; 2. With the same intention, evaluate the relation between the crop coefficient and the respective foliar indices; 3. Evaluate hydric deficiency in morphologic and biochemical characteristics of the genotypes; and 4. Evaluate the effect of hydric deficiency after a later re-hydration on productivity characteristics. Essays were carried out in a greenhouse, using the genotypes: \'Batatais\', a tradicional rice variety, and \'BRS-Primavera\', a modern rice varity. Three experiments were made: I. evaluation of the crop potential evapotranspiration (ETc), of the crop coefficient (Kc), the foliar area index (IAFest) and the relation Kc x IAFest ; II evaluation of the morphologic and biochemical characteristics of the genotypes submitted to the treatments: AS - analysis before irrigation stop; CD - hydric deficieny after three days of irrigation stop; and SD - withour irrigation stop. Experimento III evaluated the productive characteristics of the genotypes submitted to: CD - with hydric defficiency after three days of irrigation stop, followed by re-hydration and with irrigation maintained up to the end of the cycle; and SD - without hydric deficiency, irrigated up to the end of the cycle. The genotype BRS-Primavera presented greater ETc and IAF. The hydric deficiency did not affect the peroxidation of lipids in \'Batatais\', increased however in \'BRS-Primavera\', that presented the greatest sterility of spikelets due to hydric stress, so that \'Batatais\' was the genotype that presented the best tolerance to hydric defficieny in relation to \'BRS-Primavera\'.

Diante das restrições socioambientais do cultivo do arroz irrigado é necessário maior incentivo no seu cultivo em sistema de terras altas, que sofre limitação da produção devido à deficiência hídrica. Para reverter tal situação é necessário adotar irrigação suplementar ou tornar a cultura mais tolerante à seca, através da identificação de características de tolerância à deficiência hídrica, talvez encontrada em genótipos tradicionais de arroz de terras altas. Assim sendo, o presente estudo teve como objetivos: 1 - avaliar a evapotranspiração potencial e calcular o coeficiente da cultura de dois genótipos de arroz de terras altas, moderno e tradicional, numa tentativa de verificar diferenças na tolerância à seca; 2 - com a mesma intensão, avaliar a relação do coeficiente da cultura dos genótipos com seus respectivos índices de área foliar; 3 - avaliar a deficiência hídrica em características morfológicas e bioquímicas dos genótipos; 4 - e avaliar a deficiência hídrica com posterior reidratação nas características produtivas. Os ensaios foram conduzidos em casa de vegetação, utilizando os genótipos: \'Batatais\', arroz tradicional, e \'BRS-Primavera\', arroz moderno. Foram realizados três experimentos. No experimento I avaliou-se a evapotranspiração potencial da cultura (ETc), o coeficiente da cultura (Kc), o índice de área foliar (IAFest) e a relação Kc x IAFest. No experimento II foram avaliadas as características morfológicas e bioquímicas dos genótipos submetidos aos tratamentos: AS - análises antes da suspensão da irrigação; CD - tratamento com deficiência hídrica após três dias de suspensão da irrigação; e SD - tratamento sem suspensão da irrigação. No experimento III avaliou-se as características produtivas dos genótipos submetidos aos tratamentos: CD - com deficiência hídrica após três dias de suspensão da irrigação, seguido de reidratação e com a irrigação mantida até o final do ciclo; e SD - tratamento sem deficiência, irrigado até o final do ciclo. O genótipo BRS-Primavera apresentou maior evapotranspiração por índice de área foliar. A deficiência hídrica não afetou a peroxidação de lipídeos em \'Batatais\', porém, aumentou em \'BRS-Primavera\', que teve maior esterilidade das espiguetas devido ao estresse hídrico, de tal forma que \'Batatais\' apresentou-se com maior tolerância à deficiência hídrica em relação ao \'BRS-Primavera\'. / Face to the sócio-environmental restrictions of irrigated rice cultivation a greater incentive is due to upland rice cultivation, which suffers productivity limitations caused by hydric defficiencies. To reverse this situation it is necessary to adopt supplementary irrigation, or better to identify characteristics of plant tolerance to hydric deficiency, which could be found in upland traditional rice genotypes. Based on this, the present study had as objectives: 1. Evaluate the potential evapotranspiration and calculate the crop coefficient of two highland rice genotypes, modern and traditional, in order to verify differences in relation to hydric resistence; 2. With the same intention, evaluate the relation between the crop coefficient and the respective foliar indices; 3. Evaluate hydric deficiency in morphologic and biochemical characteristics of the genotypes; and 4. Evaluate the effect of hydric deficiency after a later re-hydration on productivity characteristics. Essays were carried out in a greenhouse, using the genotypes: \'Batatais\', a tradicional rice variety, and \'BRS-Primavera\', a modern rice varity. Three experiments were made: I. evaluation of the crop potential evapotranspiration (ETc), of the crop coefficient (Kc), the foliar area index (IAFest) and the relation Kc x IAFest ; II evaluation of the morphologic and biochemical characteristics of the genotypes submitted to the treatments: AS - analysis before irrigation stop; CD - hydric deficieny after three days of irrigation stop; and SD - withour irrigation stop. Experimento III evaluated the productive characteristics of the genotypes submitted to: CD - with hydric defficiency after three days of irrigation stop, followed by re-hydration and with irrigation maintained up to the end of the cycle; and SD - without hydric deficiency, irrigated up to the end of the cycle. The genotype BRS-Primavera presented greater ETc and IAF. The hydric deficiency did not affect the peroxidation of lipids in \'Batatais\', increased however in \'BRS-Primavera\', that presented the greatest sterility of spikelets due to hydric stress, so that \'Batatais\' was the genotype that presented the best tolerance to hydric defficieny in relation to \'BRS-Primavera\'.

O ferro é um micronutiente essencial em plantas, como também para praticamente todos os demais organismos. Porém, as formas livres de ferro intracelular podem ser extremamente danosas. A proteína ferritina tem papel crucial neste contexto, com a função de acumular ferro de uma forma segura e biodisponível. Cada proteína pode acumular aproximadamente 4500 átomos de ferro em sua cavidade interna. Em plantas, existe um número variado de cópias gênicas para ferritina e estas cópias têm expressão modulada por fatores bióticos e abióticos. No genoma do arroz foram caracterizadas duas cópias para o gene da ferritina. Como existem poucos estudos funcionais para ferritina em arroz, este trabalho teve como objetivos: (a) silenciar as duas cópias da ferritina da subespécie japonica variedade Nipponbare; (b) caracterizar, por PCR, mutantes para ferritina por inserção do retroelemento TOS17; (c) caracterizar a expressão da ferritina da subespécie de arroz japonica, variedade Nipponbare, em plantas cultivadas em meio hidropônico sob excesso de ferro. Utilizando o sistema Gateway (Invitrogen) nós desenvolvemos uma construção que expressa um RNA em grampo projetado para silenciar ambas as cópias dos genes da ferritina de arroz. Baseando-se em um protocolo bem estabelecido de regeneração de plantas transgênicas de arroz, nós regeneramos plantas transgênicas silenciadas para os genes da ferritina. Foi obtido 75% de sucesso na geração das plantas silenciadas, o que está de acordo com a literatura. Os transformates primários (T0) não apresentaram anormalidades morfológicas evidentes. É possível que uma rota compensatória para armazenar ferro de forma segura seja ativada quando os níveis de ferritina são diminuídos. Além disso, as plantas produzidas neste trabalho são uma ferramenta potencial para estudar a relação ferro-planta. Baseando-se em análises in silico e por PCR, nós caracterizamos três linhagens mutantes contendo inserção do retroelemento TOS17 no gene OsFer2, entretanto, ainda não identificamos mutantes homozigotos. Em plantas de arroz crescidas em meio hidropônico, o aumento da concentração de ferro resultou em maiores níveis de expressão de ferritina, avaliados por RT-PCR semi-quantitativo, após 6 h e 12 h de exposição aos tratamentos de 50 e 500 ppm de FeSO4 do que na condição controle (5,6 ppm). / Iron is an essential micronutrient for plants, as for virtually all organisms. However, free intracelular iron forms can be extremely dangerous. The ferritin protein has a crucial role in this context, storing iron in a safe and bioavailable form. Each protein molecule can accumulate about 4500 iron atoms in its internal cavity. In plants, there is a variable number of ferritin gene copies and their expression is modulated by biotic and abiotic factors. There are two copies of the ferritin gene in the rice genome. As there are few functional studies for the ferritin genes in rice, this work had the objetives of: (a) to silence both copies of the ferritin genes in the japonica Nipponbare variety; (b) to identify and characterize TOS17 insertional mutants for the ferritin genes using in silico and PCR essays; (c) to characterize the expression of ferritin in the japonica Nipponbare variety under iron stress conditions. Using the Gateway system we generated a construct that expresses a hairpin RNA designed to silence both rice ferritin gene copies. Based on a well-established protocol to regenerate transgenic plants, we developed transgenic ferritin silenced lines. We obtained 75% success in generating rice silenced lines against ferritin. The primary transformants (T0) had no clear morphological abnormalities. It is possible that a compensatory pathway to store iron in a safe form can be induced when levels of ferritin are downregulated. Furthermore, the plants generated in this work are a potential tool to study iron-plant relations. Based on in silico and PCR essays we characterized three TOS17 insertional mutant lines for the OsFer2 gene, but until now we could not identify TOS17 homozygous mutants. In rice plants grown in hydroponic culture, increasing iron concentrations resulted in higher expression levels of ferritin, evaluated by semi-quantitative RT-PCR, after 6h and 12h exposure to 50 and 500 ppm of FeSO4, than in the control treatment (5,6 ppm).