Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-07-27Bitstream added on 2014-06-13T20:58:37Z : No. of bitstreams: 1 cintra_err_me_botfca.pdf: 215151 bytes, checksum: 7ae1761f27a1919df5207f8df40e958d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) / Neste trabalho estudou-se a patogenicidade de alguns isolados de Metarhizium anisopliae à cigarra do cafeeiro Fidicinoides pronoe. Além disso, utilizou-se o isolado IBCB 348 para determinação da CL90 e avaliação da compatibilidade do fungo com produtos fitossanitários empregados na cultura do café. Todos os isolados de M. anisopliae testados em cigarras do café foram patogênicos, causando mortalidades confirmadas de 50 %, com exceção dos isolados IBCB 410 e IBCB 348, que atingiram mortalidade de 60 %. Observou-se que a mortalidade foi maior nos 5 primeiros dias, havendo diminuição da mesma a partir do 6o dia. No teste de compatibilidade com produtos fitossanitários verificou-se que o fungicida oxicloreto de cobre, nas duas doses avaliadas (5.000g/ha e 2.000g/ha), resultou em maior produção de conídios e redução do crescimento vegetativo. O thiabendazole (35g/ha concentração mínima) e o hidróxido de cobre (5.000g/ha concentração máxima) não diferiram da testemunha quanto à produção de conídios. Já os produtos thiabendazole (1.500g/ha concentração máxima), benomyl (1.000g/ha), tebuconazole (100mL/ha), cyproconazole (200mL/ha) e mancozeb (5.000g/ha e 3.500g/ha) foram estatisticamente iguais entre si, mas apresentaram menor produção de conídios do que a testemunha. Através da fórmula de T, que avalia a compatibilidade dos produtos e sua toxicidade, o oxicloreto de cobre (2.000g/ha) e o thiabendazole (35g/ha) foram considerados compatíveis com M. anisopliae. Os demais fungicidas avaliados foram classificados como muito tóxicos e não apresentaram produção de conídios e crescimento vegetativo, com exceção de thiabendazole (1.500g/ha), que apresentou crescimento vegetativo. Quanto aos herbicidas avaliados, todos os produtos foram classificados como muito tóxicos nas concentrações testadas, afetando o crescimento vegetativo e a produção de conídios... / This paper deals with the pathogenicity of some isolates of Metarhizium anisopliae to the coffee cicada, Fidicinoides pronoe. Also, the isolate IBCB 348 were used to determine the LC90 and to evaluate the compatibility of this fungus with the pesticides used on the coffee crop. All M. anisopliae isolates were pathogenic to the coffee cicada, causing at least 50 % of confirmed mortality. The virulence of the fungus was higher in the first five days, decreasing after the sixth day. The fungicide copper oxicloreto, in both concentrations, resulted in higher production of conidia and reduction of vegetative growth. Thiabendazole (minimum concentration) and copper hydroxide (maximum concentration) led to conidia production similar to the control. Thiabendazole (maximum concentration), benomyl, tebuconazole, cyproconazole and mancozeb (both concentrations) showed lower production of conidia than the control. By using the T formula, which evaluate the compatibility of the pesticides and their toxicity, copper oxicloreto and thiabendazole were considered compatibles with M. anisopliae. The remaining fungicides were classified as very toxic and showed neither production of conidia nor vegetative growth, excepting thiabendazole (maximum concentration), which resulted in vegetative growth. All herbicides were very toxic to the fungus. Among the insecticides, thiamethoxam were considered compatible to M. anisopliae; the other products resulted in lower production of conidia and were considered from moderately to very toxic.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-01-29Bitstream added on 2014-06-13T20:44:14Z : No. of bitstreams: 1 mochi_da_dr_jabo.pdf: 1918684 bytes, checksum: f29aa98fefb34604c991782bab720e3b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A mosca-dos-chifres Haematobia irritans é um dos principais ectoparasitos associados a bovinos em pastagens. O presente trabalho objetivou analisar a ação patogênica dos isolados E9, IBCB425 e IBCB159 do fungo Metarhizium anisopliae, JAB06, JAB07 e AM09 de Beauveria bassiana, IBCB133 e CB75 de Isaria fumosorosea (=Paecilomyces fumosoroseus) e CG189 e CG195 de Isaria farinosa (=Paecilomyces farinosus) para a mosca-dos-chifres H. irritans em laboratório e campo. Avaliou-se em laboratório, a ação de todos os isolados dos fungos sobre ovos, larvas, pupas e adultos. Grupos de 30 ovos foram inoculados com suspensões fúngicas, e colocados sobre papel de filtro esterilizado, em 5 g de fezes bovinas frescas, acondicionadas em tubos de plástico. No ensaio com larvas, pedaços de papel filtro esterilizado contendo na superfície grupos de 30 ovos foram colocados sobre 5 g de fezes bovinas frescas, contidas em tubos de plástico, às quais incorporaram-se diversas concentrações de conídios mg fezes-1. No ensaio com ovos e larvas, o término do experimento ocorreu com a emergência dos adultos. Grupos de 20 pupas foram imersas por 60 segundos em suspensão do fungo, e colocadas em placas de Petri. Após a emergência, os adultos foram transferidos para gaiolas de isopor pequenas. Para o ensaio com adultos, grupos de 30 adultos foram separados e pulverizados com 0,3 mL das suspensões de conídios. Doze horas após, as moscas foram transferidas para gaiolas de isopor e avaliadas diariamente até o 15o dia. Para todos os ensaios, foram utilizadas suspensões contendo 106, 107 e 108 conídios mL-1. O isolado que promoveu os melhores resultados nos ensaios anteriores, foi usado em um experimento de campo para avaliar a ação fúngica em larvas e adultos de H. irritans em bovinos naturalmente infestados. Para o controle de larvas, foi oferecido aos bovinos conídios de M. anisopliae isolado... / Horn fly Haematobia irritans is one of the main ectoparasites associated to cattle on pastures. The present work had the objective of analyzing the pathogenic action of the isolates E9, IBCB425 and IBCB159 of the fungus Metarhizium anisopliae, JAB06, JAB07 and AM09 of Beauveria bassiana, IBCB133 and CB75 of Isaria fumosorosea (=Paecilomyces fumosoroseus) and CG189 and CG195 of Isaria farinosa (=Paecilomyces farinosus) for horn fly H. irritans, in laboratory and field conditions. The action of all the fungi isolates over the eggs, larvae, pupae and adults were evaluated in laboratory. Groups of 30 eggs were inoculated with fungal suspensions and placed over sterilized filter paper on top of 5 g of fresh bovine feces, put in plastic tubes. In the larvae assay, peaces of sterilized filter paper, containing groups of 30 eggs on the surface, were placed over 5 g of fresh bovine feces, contained in plastic tubes, in which different concentrations of conidia mg feces-1 were incorporated. In the eggs and larvae assay, the end of the experiment matched the emergence of the adults. Groups of 20 pupae were immersed for 60 seconds in the fungus suspension and placed on Petri dishes. After the emergence, the adults were transferred to small Styrofoam cages. In the adults assay, groups of 30 adults were separated and pulverized with 0,3 ml of the conidia suspensions. After twelve hours, the adults were transferred to Styrofoam cages and the evaluations were done daily until the 15th day. Suspensions containing 106, 107 and 108 conidia ml-1 were used for all the assays. The isolate that promoted best results on the previous assays was used in a field experiment, where the fungal action on larvae and adults of H. irritans, on naturally infested bovines, was evaluated. For the larvae control conidia of the E9 isolate of M. anisopliae, microencapsulated... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-22Bitstream added on 2015-03-03T12:07:10Z : No. of bitstreams: 1 000807109.pdf: 457835 bytes, checksum: c8b102f16b86a5f3ecea8c8ee3c9df40 (MD5) / A pesquisa objetivou analisar a suscetibilidade de duas populações distintas de Helicoverpa armigera a produtos comerciais à base de Bacillus thuringiensis (Bt) e isolados de Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae e Metarhizium rileyi. As populações foram coletadas em lavouras de soja nos municípios de Rio Verde (GO) e Luís Eduardo Magalhães (BA) e criadas em laboratório até a décima geração antes do início dos bioensaios. Os formulados utilizados foram Dipel® PM (B. thuringiensis var kurstaki), Xentari® WG (B. thuringiensis var. aizawai) e Agree® WG (B. thuringiensis var. aizawai GC91 transconjugado com B. thuringiensis var. kurstaki), com a aplicação de 50 ?L da suspensão do produto biológico, na concentração de 107 esporos viáveis/mL, sobre a superfície da dieta acondicionada em recipientes esféricos de plástico (2 cm de diâmetro x 3 cm de altura). Em cada recipiente foi inserida uma lagarta, de cada instar larval, em um total de 100 lagartas por tratamento distribuídas em 10 repetições. As avaliações referentes à mortalidade foram efetuadas a cada 24 horas, até o sétimo dia após a aplicação dos tratamentos. Os fungos B. bassiana e M. anisopliae foram obtidos a partir dos produtos comerciais biológicos Boveril® PM e Metarril® PM, respectivamente, enquanto que M. rileyi foi isolado de cadáveres de H. armigera, sendo padronizados na concentração de 108 conídios viáveis/mL. Como unidade experimental foram utilizados recipientes de plástico (2 cm de diâmetro x 3 cm de altura), com dieta artificial na qual uma alíquota de 50 ?L do fungo foi misturada ou aplicada na superfície. Em cada recipiente foi inserida uma lagarta de primeiro instar, com menos de 24 h de vida, totalizando 100 lagartas por tratamento distribuídas em 10 repetições. A mortalidade foi avaliada a cada 24 h, até o décimo dia após a aplicação dos tratamentos. Lagartas de primeiro instar de H. armigera, de ambas ... / The research aimed to assess the suscetibility of two distinct Brazilian populations of Helicoverpa armigera to commercial Bacillus thuringiensis insecticides and isolates of Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae and Metarhizium rileyi.The pest populations were collected in soybean fields located in Rio Verde (GO) and Luís Eduardo Magalhães (BA), taken to laboratory and reared until the tenth generation on artificial diet, to be used in the experiment.The bioassays were performed using spherical plastic receptacles (2-cm diameter x 3- cm height) containing artificial diet until complete the half volume. The formulated products used were Dipel® WP (B. thuringiensis var kurstaki), Xentari® WG (B. thuringiensis var. aizawai) and Agree® WG (B. thuringiensis var. aizawai GC91 with B. thuringiensis var. kurstaki), spraying 50 ?L of biological product solution at 107 viable spores/mL, on the surface of the diet. One caterpillar was inserted in each receptacle, related with larval instar, totaling 100 caterpillars per treatment and each group containing 10 caterpillars were considered a replication. Mortality were assessed each 24h, until the seventh day after the beginning of the bioassay. To perform the bioassays with entomopathogenic fungi, B. bassiana and M. anisopliae were obtained from the bio-insecticides Boveril® WP and Metarril® WP, respectively and M. rileyi was isolated from H. armigera cadavers at concentration of 108 viable conidia/mL. The bioassays were performed using spherical plastic receptacles (2-cmdiameter x 3-cm height) containing artificial diet until complete the half volume. After this step, a solution of 50 ?L containing the entomopathogenic fungi was sprayed on the diet surface. One caterpillar was inserted in each receptacle, with less than 24 h after hatch, totaling 100 caterpillars per treatment. Each group containing 10 caterpillars were considered a replication. Mortality were assessed each 24h, until ...

Entomopathogenic fungus \kur{Metarhizium anisopliae} is one of the most common species used in biological control against pests. The thesis is analyzing effectiveness of original strains and continuously passaged strains of \kur{M. anisopliae} through nutrient substrates and different developmental stages mealworm \kur{(Tenebrio molitor)}. For original and continuously passaged strains were also evaluated the growth and spore production at different temperatures cultivation. In this thesis was investigated the efficacy of the original strains of \kur{M. anisopliae} on selected economically important pests. Strains were tested on populations of adults Pollen beetles \kur{(Meligethes aeneus)} and Cabbage seedpod weevil \kur{(Ceutorhynchus obstrictus)} and the eggs of Colorado potato beetle \kur{(Leptinotarsa decemlineata)} in laboratory conditions. Other entomopathogenic fungi were tested on the eggs of Colorado potato beetle eggs.

A resistência a doenças em plantas transgênicas tem sido obtida por meio da expressão de genes isolados de bactérias, fungos micoparasitas e plantas. Neste trabalho, relatamos a utilização de um gene do fungo entomopatogênico Metarhizium anisopliae como modo de gerar resistência a doenças fúngicas em plantas. O gene chit1 codifica a quitinase CHIT42 (EC 3.2.1.14), pertencente a uma classe de glicosil-hidrolases capazes de converter quitina em oligômeros de N-acetil-glicosamina (NAcGlc). Quando presentes em tecidos vegetais, supõese que as quitinases ataquem especificamente a parede celular de fungos invasores, provocando danos às hifas e causando a morte por lise das células fúngicas. Deste modo, dois diferentes grupos de plantas transgênicas de Nicotiana tabacum foram produzidos: no primeiro deles, denominado chitplus, os indivíduos possuem o gene chit1 sob o controle do promotor CaMV 35S. O segundo grupo, demoninado chitless, consiste de plantas transformadas com um T-DNA não contendo o gene do fungo. Trinta e quatro plantas transgênicas resistentes à canamicina (17 de cada grupo) foram regeneradas a partir de discos de folhas infectados por Agrobacterium tumefaciens. A produção da quitinase em extratos protéicos de folhas foi analisada por zimogramas em SDS-PAGE contendo glicol-quitina e corados por calcoflúor branco, na forma de um screening dos transgênicos primários. As plantas transgênicas foram testadas, ainda, por meio de ensaios colorimétricos empregando oligômeros sintéticos de NAcGlc como substratos específicos, além de immunoblot e Western blot com soro anti-quitinase. A quantidade de enzima recombinante nas plantas chitplus variou desde nenhuma atividade detectável a elevados níveis de expressão da enzima. A hibridização de Southern blot demonstrou que o número de cópias do gene chit1 integradas no genoma vegetal foi estimado entre uma e quatro. A primeira geração de plantas transgênicas geradas por autofecundação de parentais portadores de duas cópias do transgene foi testada com relação à estabilidade da herança do transgene e em 43 de um total de 67 descendentes, originados de quatro cruzamentos independentes, o padrão de segregação não diferiu das proporções Mendelianas esperadas. Ensaios de resistência, desafiando as plantas transgênicas com o basidiomiceto Rhizoctonia solani foram realizados e uma evidente diminuição da área foliar contendo lesões fúngicas foi observada entre as linhagens transgênicas, embora variações na atividade quitinolítica tenham influenciado o nível de resistência. Nossos resultados sugerem uma relação direta entre a atividade específica de quitinase e ao aumento nos níveis de resistência às lesões causadas pela infecção por R. solani. / Plant resistance in transgenic plants has been obtained by expressing genes isolated from bacteria, mycoparasitic fungi and plants. Here we report the employment of a gene from the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae as a tool to generate resistance to fungal diseases in plants. The chit1 gene encodes the chitinase CHIT42 (EC 3.2.1.14), belonging to a class of glicosyl-hydrolases able to convert chitin into N-acetyl-glucosamine (GlcNAc) oligomers. When present in plant tissues, chitinases are supposed to disrupt the invading fungal cell wall specifically, causing hyphae damage and leading to cell lysis. Hence two different groups of transgenic Nicotiana tabacum plants were produced. The first group was named chitplus, in which individuals harbour the chit1 gene under the control of the CaMV 35S promoter . The second group, named chitless, carried a T-DNA not containing the fungal gene. Thirty-four kanamicin resistant plants (17 of each group) were regenerated from leaf discs infected with Agrobacterium tumefaciens. Chitinase production in leaf protein extracts was analysed through zymograms in SDS-PAGE containing glycol-chitin and stained by calcofluor white, as a screening of primary transformants. Transgenic plants were also evaluated by colorimetric assays using synthetic GlcNAc oligomers as specific substrates besides immunoblot and Western blot probed with rabbit anti-chitinase sera. The amount of recombinant enzyme in chitplus plants ranged from no detectable chitinase activity to high levels of enzyme expression. Southern blot hybridisation revealed that chit1 copy number inserted into plant genomes varied from one to four. The first self pollinated generation of transgenic lines bearing two copies of the transgene was tested on inheritance stability and in 43 out of 67 descendants, derived from four independent crosses, the segregation pattern was discovered not to differ from the predicted Mendelian ratios. Resistance assays challenging transgenic plants with the basidiomycete Rhizoctonia solani were performed and a clear decrease in the foliar area containing fungal lesions was observed amongst transgenic lines, though variations in chitinase activity also reflected on the resistance level. Our results suggest a direct relationship between chitinase specific activity and the improvement in the resistance to lesions caused by infection.

O carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus é responsável por perdas econômicas substanciais na bovinocultura, acarretando o uso intensivo de acaricidas. Problemas com os resíduos químicos presentes na carne e no leite, o custo dos acaricidas e a seleção de populações de carrapato resistentes, têm estimulado o desenvolvimento de métodos de controle alternativos não-químicos. Muito esforço tem sido despendido para o desenvolvimento de uma vacina contra o carrapato, no entanto, seu desenvolvimento depende da identificação de moléculas e caracterização de seus papéis na fisiologia do carrapato. Nesse sentido, entender melhor os processos envolvidos no desenvolvimento embrionário pode ajudar na identificação de alvos para o controle desse ectoparasita. Foi sugerida previamente a participação da Tick Heme-binding Aspartic Proteinase (THAP), uma aspártico-endopeptidase dos ovos do carrapato, na degradação da vitelina. Neste trabalho, nós avaliamos a função fisiológica e as características bioquímicas adicionais dessa proteína. Para identificar os sítios e o perfil de transcrição do gene da THAP, o RNA total foi extraído de intestino, ovário e corpo gorduroso de fêmeas parcialmente e completamente ingurgitadas e de ovos, e analisado por PCR quantitativo. Esta análise revelou que o gene da THAP é transcrito nos três tecidos, porém maior quantidade de mRNA foi detectada no corpo gorduroso e intestino de fêmeas completamente ingurgitadas, onde o processo de vitelogênese já foi iniciado. Nos ovos, a transcrição do gene da THAP não foi detectada. Para investigar a presença da proteína nos tecidos e ovos foi realizado um westen-blot com soro anti-THAP, que revelou a presença, em pequena quantidade, da proteína na hemolinfa, no intestino e no corpo gorduroso. Maior concentração de proteína foi detectada no ovário de fêmeas completamente ingurgitadas e nos ovos durante todo o desenvolvimento embrionário. Também foi observado que a THAP é sintetizada na forma de pró-endopeptidase e depois do início da embriogênese é convertida à forma ativa por autoproteólise. Uma proteína recombinante (rTHAP) foi produzida pela clonagem da região codificadora no vetor de expressão pET43a e expressão em Escherichia coli. Depois da purificação, a rTHAP apresentou atividade enzimática sobre substrato sintético fluorogênico, sendo especificamente inibida por pepstatina A. Para investigar sua participação na degradação de vitelina (VT), VT purificadas de ovos coletados 1, 7 e 12 dias após a postura foram incubadas com a rTHAP em diferentes pH (3,5; 4,0; 4,5; e 5,0). A análise por SDS-PAGE mostrou que a rTHAP é capaz de hidrolisar VT purificada de ovos coletados 7 dias após a postura em pH 3,5 a 37 ºC. Esta atividade é sensível a heme e inibida por pepstatina A. VT purificadas de ovos coletados 1 e 12 dias após a postura não foram hidrolisadas e em outros pH a atividade da rTHAP não foi eficiente. Nossos resultados sugerem que a THAP é sintetizada principalmente em tecidos extra-ovarianos, estocada nos ovários e incorporada nos oócitos como pró-endopeptidase. Durante a embriogênese, a THAP é ativada a enzima na forma madura desenvolvendo papel no processamento da vitelina do carrapato. / Rhipicephalus (Boophilus) microplus is a one-host tick that causes losses to bovine herds, leading intensive use of chemical acaricides. Problems of chemical residues in meat and milk, costs of acaricides, and development of resistance by ticks, have long been recognized and have helped to stimulate interest in tick control by immunological methods. Major efforts have been made to develop vaccines against tick; however, its development still depends on the identification of tick molecules and characterization of their roles in arthropod physiology. In this sense, to understand the processes involved in embryonic development can help in the identification of additional targets to control this ectoparasite. Previously, an aspartic endopeptidase from tick eggs, named THAP (Tick Heme-binding Aspartic Proteinase), was suggested to be involved in vitellin degradation. In this work, we have investigated the physiological role and additional chemical features of this protein. To identify the site and profiles of the THAP transcription, total RNA extracted from midgut, ovary and fat body from partially and fully engorged females and from eggs was analyzed by qRT-PCR. This analysis showed that THAP mRNA was transcripted in these three tissues. However, highest levels of transcriptions were found in fat body and midgut of fully engorged vitellogenic females. In eggs, THAP mRNA transcription was not detected. In order to investigate the presence of THAP protein in the tissues and eggs, an immunoblot analysis was conducted with an anti-nTHAP serum. The THAP protein was detected in the haemolymph, midgut and fat body and, in higher quantity, in the ovary of fully engorged females, and it was present throughout embryo development. The protein is synthesized as a higher molecular mass form (pro-endopeptidase) and after the onset of embryogenesis THAP is converted into an active form by autocatalysis. A recombinant THAP (rTHAP) was produced through cloning in pET43a vector and expression in Escherichia coli. After the purification the rTHAP was active upon fluorogenic substrate in a reaction specifically inhibit by pepstatin A. To investigate rTHAP vitellin-degradation activity, vitellin (VT) purified from 1-, 7- and 12-day-old eggs were incubated with rTHAP in a range of pHs (3.5, 4.0, 4.5 and 5.0). SDS-PAGE analysis showed that rTHAP is able to hydrolyze VT from 7-day-old eggs in pH 3.5 at 37ºC in a reaction that is heme-sensitive and inhibited by pepstatin A. Vitellins from eggs collected on the 1st and 12th days after oviposition were not hydrolyzed and in other pHs rTHAP activity was not efficient. These results suggest that THAP is synthesized in ovary and extra-ovarian site, stocked in ovary and incorporated by vitellogenic oocytes with a pro-endopeptidase. During embryogenesis, THAP was actived to the mature enzyme and play a role in tick vitellin processing.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-08-11T13:11:35Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2693728 bytes, checksum: 8cb30fc8b072b2c0a7df5fe9cea6a054 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-11T13:11:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2693728 bytes, checksum: 8cb30fc8b072b2c0a7df5fe9cea6a054 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O gênero Metarhizium é amplamente conhecido por sua capacidade entomopatogênica. No entanto, recentemente também foi reconhecido como simbionte de planta, capaz de transferir nitrogênio de cadáveres de insetos para plantas, atuar como antagonista de fitopatógenos e promover o crescimento vegetal. Essas funções podem ser consideradas como serviços de ecossistema que podem ser fornecidos por esses fungos para plantas em sistemas de cultivos sustentáveis. Todavia, esses fungos são pouco considerados no contexto ecológico e dados sobre sua diversidade em solos agrícolas e na rizosfera são muito escassos, especialmente em ecossistemas tropicais. Além disso, nenhum método molecular para detectar e quantificar especificamente Metarhizium em associação com sistema radicular está disponível. Dessa forma, nesta tese nós focamos no estabelecimento de um método para detectar e quantificar Metarhizium em raízes de plantas e na investigação de sua diversidade em cultivos de café agroflorestal e pleno sol. Nós estabelecemos um método baseado na reação em cadeia da polimerase em tempo real (qPCR) confiável e reprodutível para detectar e quantificar Metarhizium em raízes de plantas. Tal método foi verificado por meio de detecção via método dependente de cultivo e microscopia confocal. Considerando a diversidade de Metarhizium em solos agroflorestais e pleno sol, nós encontramos três espécies, sendo que M. robertsii foi a espécie mais frequente em ambos sistemas. Ao comparar a diversidade entre os sistemas agroflorestais e pleno sol, duas das três agroflorestas amostradas apresentaram maior diversidade de Metarhizium e a diversidade total, considerando as seis áreas, também foi maior nas agroflorestas. A população de M. robertsii foi dividida em três diferentes clados, porém nenhum padrão de distribuição ou recombinação foi observado em relação aos mesmos. Com a relação à diversidade de Metarhizium na rizosfera, M. robertsii também foi a espécie mais abundante, sendo encontrada em todos os grupos de plantas amostrados. Metarhizium pemphigi foi a mais frequente na rizosfera de plantas de café, indicando a possibilidade de sua especialização ecológica em relação às raízes de café. Nós fornecemos resultados importantes sobre a associação de Metarhizium no solo e em associação com plantas, incluindo: (i) um método de laboratório pra estudar associação Metarhizium-raiz, (ii) a diversidade de Metarhizium no solo em dois sistemas de cultivo e (iii) a diversidade de Metarhizium na rizosfera de plantas presentes em sistema de cultivo diversificado. / The Metarhizium genus is widely recognized for its entomopathogenic capacity, but more recently was recognized as a plant symbiont, being able to transfer nitrogen from insect cadavers to plants, act as plant pathogen antagonist and plant growth promoter. All those functions could be valuable as ecosystem services provided by these fungi to plants in sustainable agricultural schemes. However, these fungi are poorly considered in an ecological context and data about their diversity and abundance in agricultural soils and in association with plant rhizosphere are very sparse, especially in tropical ecosystems. Also, considering the ability to form mutualistic association with plants, no Metarhizium’s specific molecular method is available to detect and quantify association in plant root systems. Given this, in this thesis we focused in the establishment of a method to detect and quantify Metarhizium in plant roots and investigate its diversity in coffee based agroforestry and full sun systems. In doing so, we aimed to provide a better understanding of Metarhizium ́s association with plants, to get a better insight of how its inter- and intraspecific diversity is distributed in soils of coffee agroforestry and full sun soils and to understand how Metarhizium species are distributed in the rhizosphere of coffee plants and non-crop plants in a coffee agroforestry system. We established a reliable and reproducible real-time polymerase chain reaction (qPCR) method to quantify and detect Metarhizium in plant roots and also detect the association through cultivation methods and confocal microscopy. In the surveys from the diversity of Metarhizium in soils from agroforestry and full sun coffee systems, we found three Metarhizium species, M. robertsii being the most prevalent of these. Comparing the diversity between agroforestry and full-sun systems we found higher diversity in agroforestry systems in two of the three sampled fields, and overall diversity was also higher in agroforestry. The M. robertsii population exhibited presented three clades and no specific distribution pattern and recombination was observed in the clades. Regarding Metarhizium diversity in the rhizosphere, M. robertsii was also the most abundant species and was present in all groups of surveyed plants, M. pemphigi presented the highest levels in the coffee rhizosphere indicating a possible ecological specialization of this species to coffee roots. We provided important findings regarding the association of the insect pathogen Metarhizium when in association with plants, including: (i) a laboratory method to study the Metarhizium-plant association, (ii) the diversity of Metarhizium in soil and its comparison between agricultural systems and (iii) the Metarhizium diversity in the rhizosphere of crop and non-crop plants in a biodiverse agroecosystem.

A resistência a doenças em plantas transgênicas tem sido obtida por meio da expressão de genes isolados de bactérias, fungos micoparasitas e plantas. Neste trabalho, relatamos a utilização de um gene do fungo entomopatogênico Metarhizium anisopliae como modo de gerar resistência a doenças fúngicas em plantas. O gene chit1 codifica a quitinase CHIT42 (EC 3.2.1.14), pertencente a uma classe de glicosil-hidrolases capazes de converter quitina em oligômeros de N-acetil-glicosamina (NAcGlc). Quando presentes em tecidos vegetais, supõese que as quitinases ataquem especificamente a parede celular de fungos invasores, provocando danos às hifas e causando a morte por lise das células fúngicas. Deste modo, dois diferentes grupos de plantas transgênicas de Nicotiana tabacum foram produzidos: no primeiro deles, denominado chitplus, os indivíduos possuem o gene chit1 sob o controle do promotor CaMV 35S. O segundo grupo, demoninado chitless, consiste de plantas transformadas com um T-DNA não contendo o gene do fungo. Trinta e quatro plantas transgênicas resistentes à canamicina (17 de cada grupo) foram regeneradas a partir de discos de folhas infectados por Agrobacterium tumefaciens. A produção da quitinase em extratos protéicos de folhas foi analisada por zimogramas em SDS-PAGE contendo glicol-quitina e corados por calcoflúor branco, na forma de um screening dos transgênicos primários. As plantas transgênicas foram testadas, ainda, por meio de ensaios colorimétricos empregando oligômeros sintéticos de NAcGlc como substratos específicos, além de immunoblot e Western blot com soro anti-quitinase. A quantidade de enzima recombinante nas plantas chitplus variou desde nenhuma atividade detectável a elevados níveis de expressão da enzima. A hibridização de Southern blot demonstrou que o número de cópias do gene chit1 integradas no genoma vegetal foi estimado entre uma e quatro. A primeira geração de plantas transgênicas geradas por autofecundação de parentais portadores de duas cópias do transgene foi testada com relação à estabilidade da herança do transgene e em 43 de um total de 67 descendentes, originados de quatro cruzamentos independentes, o padrão de segregação não diferiu das proporções Mendelianas esperadas. Ensaios de resistência, desafiando as plantas transgênicas com o basidiomiceto Rhizoctonia solani foram realizados e uma evidente diminuição da área foliar contendo lesões fúngicas foi observada entre as linhagens transgênicas, embora variações na atividade quitinolítica tenham influenciado o nível de resistência. Nossos resultados sugerem uma relação direta entre a atividade específica de quitinase e ao aumento nos níveis de resistência às lesões causadas pela infecção por R. solani. / Plant resistance in transgenic plants has been obtained by expressing genes isolated from bacteria, mycoparasitic fungi and plants. Here we report the employment of a gene from the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae as a tool to generate resistance to fungal diseases in plants. The chit1 gene encodes the chitinase CHIT42 (EC 3.2.1.14), belonging to a class of glicosyl-hydrolases able to convert chitin into N-acetyl-glucosamine (GlcNAc) oligomers. When present in plant tissues, chitinases are supposed to disrupt the invading fungal cell wall specifically, causing hyphae damage and leading to cell lysis. Hence two different groups of transgenic Nicotiana tabacum plants were produced. The first group was named chitplus, in which individuals harbour the chit1 gene under the control of the CaMV 35S promoter . The second group, named chitless, carried a T-DNA not containing the fungal gene. Thirty-four kanamicin resistant plants (17 of each group) were regenerated from leaf discs infected with Agrobacterium tumefaciens. Chitinase production in leaf protein extracts was analysed through zymograms in SDS-PAGE containing glycol-chitin and stained by calcofluor white, as a screening of primary transformants. Transgenic plants were also evaluated by colorimetric assays using synthetic GlcNAc oligomers as specific substrates besides immunoblot and Western blot probed with rabbit anti-chitinase sera. The amount of recombinant enzyme in chitplus plants ranged from no detectable chitinase activity to high levels of enzyme expression. Southern blot hybridisation revealed that chit1 copy number inserted into plant genomes varied from one to four. The first self pollinated generation of transgenic lines bearing two copies of the transgene was tested on inheritance stability and in 43 out of 67 descendants, derived from four independent crosses, the segregation pattern was discovered not to differ from the predicted Mendelian ratios. Resistance assays challenging transgenic plants with the basidiomycete Rhizoctonia solani were performed and a clear decrease in the foliar area containing fungal lesions was observed amongst transgenic lines, though variations in chitinase activity also reflected on the resistance level. Our results suggest a direct relationship between chitinase specific activity and the improvement in the resistance to lesions caused by infection.

A eficácia do fungo filamentoso Metarhizium anisopliae para controle de carrapatos foi evidenciada em vários experimentos in vitro, entretanto, há poucos relatos de ensaios em condições de campo para demonstrar a real aplicação do controle biológico. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar a eficácia de M. anisopliae no controle de Rhipicephalus microplus em condições de laboratório e de campo associado ou não a acaricidas químicos, utilizando bovinos. Inicialmente, foi avaliada a compatibilidade de M. anisopliae (cepa E6) em ensaio in vitro com cinco produtos comerciais contendo: amitraz, cipermetrina, clorpirifós e duas associações de piretróides sintéticos e organofosforados (PS+OF). Em geral os acaricidas apresentaram pouco efeito na viabilidade do fungo. Quando M. anisopliae foi associado ao amitraz e a clorpirifós, ocorreu diminuição na viabilidade em aproximadamente 63% e 67% a 48 e 96 horas após a mistura, respectivamente. A eficácia de M. anisopliae (cepa E6) também foi avaliada sobre uma cepa de R. microplus multiresistente a acaricidas. Foram realizados experimentos in vitro e em condições de campo, utilizando o fungo isoladamente ou em associação com um acaricida comercial de pulverização em bovinos infestados com a cepa Jaguar (de R. microplus resistente a carrapaticidas). Para os ensaios a campo, vinte bovinos foram divididos em quatro grupos (n = 5): (i) o grupo tratado com acaricida; (ii) o grupo tratado com o fungo, (iii) o grupo tratado com a associação de fungo + acaricida, e (iv) o grupo controle (não tratado). Os animais foram separados em piquetes com animais naturalmente infestados e também com infestação experimental com a cepa Jaguar. Em cada infestação foram utilizadas 20.000 larvas de R. microplus, aplicadas em três semanas a -21, -14 e -7 dias antes do primeiro tratamento e uma semana depois de cada tratamento. Os animais dos grupos tratados foram pulverizados com o fungo na concentração de 108 conídios/mL com intervalo de 21 a 28 dias sendo realizados sete tratamentos. Desde o primeiro tratamento até o final do experimento, os três grupos tratados, apresentaram nas contagens, número de carrapatos inferior ao grupo controle (P <0,05). Os grupos tratados com a suspensão de esporos de fungo ou com acaricida isoladamente apresentaram um controle semelhante, com um mínimo de 50% de eficácia e média de 75%. Mais significativo foi o tratamento com associação do fungo com o acaricida que resultou em eficácia de 91,7%, após o primeiro tratamento e acima de 98% após os outros seis tratamentos. Assim, fica aqui demonstrada a real aplicabilidade do uso do fungo M. anisopliae (Cepa E6) para controle de R. microplus resistentes a acaricida, em especial a sua associação com acaricidas. / The of the fungus Metarhizium anisopliae to control ticks has been shown in several in vitro experiments. However, there have been few reports of assays in field conditions in order to demonstrate the real applicability of the biological control. Thus aim of the present study was to evaluate the efficacy of M. anisopliae to control Rhipicephalus microplus under laboratory and field conditions. Firstly the compatibility of M. anisopliae (strain E6) to acaricides was tested in vitro using five commercial acaricides: amitraz, cypermethrin, chlorpyriphos and two associations of synthetic pyrethroid and organophosphate (SP+OP). In general, the acaricides only displayed mild effects on fungus viability. The lower fungal viability was with amitraz and chlorpyriphos, approximately 63% of fungus viability at 48 hours post-mixture and 67% at 96 hours, respectively. Secondly, the efficacy of M. anisopliae (strain E6) to control a multiacaricide-resistant strain of R. microplus (Jaguar) was evaluated, in vitro and under field conditions in tick infested bovines, using the fungus alone or in association with a commercial acaricide by manual spraying. The field experiment was conducted with twenty bovines divided into four groups (n = 5); (i) acaricide-treated group, (ii) fungus-treated group, (iii) fungus+acaricide group, and (iv) control non-treated group. Animals were allocated into highly infested paddocks and were also experimentally infested with 20.000 larvae of R. microplus in three weeks -21, -14, and -7 days before the first treatment and one week after each treatment. Animals in the treated groups were sprayed with M. anisopliae at a concentration of 108 conidia/mL at 21 or 28 days intervals (seven treatments). From the first treatment to the end of the experiment, the treated groups had lower tick infestation (P < 0.05). Groups treated with fungus suspension and acaricide alone, presented a similar efficacy, with minimal of 50% and 75% average. Importantly, the association of fungus and acaricide promoted a minimal percent of 91.7% tick-control after the first treatment and over 98% tick-control in the other six treatments. Thus in this work we demonstrate the real applicability of the use of M. anisopliae (strain E6) to control acaricide resistant ticks R. microplus in particular using the association of fungal spores and acaricides.

A resistência a doenças em plantas transgênicas tem sido obtida por meio da expressão de genes isolados de bactérias, fungos micoparasitas e plantas. Neste trabalho, relatamos a utilização de um gene do fungo entomopatogênico Metarhizium anisopliae como modo de gerar resistência a doenças fúngicas em plantas. O gene chit1 codifica a quitinase CHIT42 (EC 3.2.1.14), pertencente a uma classe de glicosil-hidrolases capazes de converter quitina em oligômeros de N-acetil-glicosamina (NAcGlc). Quando presentes em tecidos vegetais, supõese que as quitinases ataquem especificamente a parede celular de fungos invasores, provocando danos às hifas e causando a morte por lise das células fúngicas. Deste modo, dois diferentes grupos de plantas transgênicas de Nicotiana tabacum foram produzidos: no primeiro deles, denominado chitplus, os indivíduos possuem o gene chit1 sob o controle do promotor CaMV 35S. O segundo grupo, demoninado chitless, consiste de plantas transformadas com um T-DNA não contendo o gene do fungo. Trinta e quatro plantas transgênicas resistentes à canamicina (17 de cada grupo) foram regeneradas a partir de discos de folhas infectados por Agrobacterium tumefaciens. A produção da quitinase em extratos protéicos de folhas foi analisada por zimogramas em SDS-PAGE contendo glicol-quitina e corados por calcoflúor branco, na forma de um screening dos transgênicos primários. As plantas transgênicas foram testadas, ainda, por meio de ensaios colorimétricos empregando oligômeros sintéticos de NAcGlc como substratos específicos, além de immunoblot e Western blot com soro anti-quitinase. A quantidade de enzima recombinante nas plantas chitplus variou desde nenhuma atividade detectável a elevados níveis de expressão da enzima. A hibridização de Southern blot demonstrou que o número de cópias do gene chit1 integradas no genoma vegetal foi estimado entre uma e quatro. A primeira geração de plantas transgênicas geradas por autofecundação de parentais portadores de duas cópias do transgene foi testada com relação à estabilidade da herança do transgene e em 43 de um total de 67 descendentes, originados de quatro cruzamentos independentes, o padrão de segregação não diferiu das proporções Mendelianas esperadas. Ensaios de resistência, desafiando as plantas transgênicas com o basidiomiceto Rhizoctonia solani foram realizados e uma evidente diminuição da área foliar contendo lesões fúngicas foi observada entre as linhagens transgênicas, embora variações na atividade quitinolítica tenham influenciado o nível de resistência. Nossos resultados sugerem uma relação direta entre a atividade específica de quitinase e ao aumento nos níveis de resistência às lesões causadas pela infecção por R. solani. / Plant resistance in transgenic plants has been obtained by expressing genes isolated from bacteria, mycoparasitic fungi and plants. Here we report the employment of a gene from the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae as a tool to generate resistance to fungal diseases in plants. The chit1 gene encodes the chitinase CHIT42 (EC 3.2.1.14), belonging to a class of glicosyl-hydrolases able to convert chitin into N-acetyl-glucosamine (GlcNAc) oligomers. When present in plant tissues, chitinases are supposed to disrupt the invading fungal cell wall specifically, causing hyphae damage and leading to cell lysis. Hence two different groups of transgenic Nicotiana tabacum plants were produced. The first group was named chitplus, in which individuals harbour the chit1 gene under the control of the CaMV 35S promoter . The second group, named chitless, carried a T-DNA not containing the fungal gene. Thirty-four kanamicin resistant plants (17 of each group) were regenerated from leaf discs infected with Agrobacterium tumefaciens. Chitinase production in leaf protein extracts was analysed through zymograms in SDS-PAGE containing glycol-chitin and stained by calcofluor white, as a screening of primary transformants. Transgenic plants were also evaluated by colorimetric assays using synthetic GlcNAc oligomers as specific substrates besides immunoblot and Western blot probed with rabbit anti-chitinase sera. The amount of recombinant enzyme in chitplus plants ranged from no detectable chitinase activity to high levels of enzyme expression. Southern blot hybridisation revealed that chit1 copy number inserted into plant genomes varied from one to four. The first self pollinated generation of transgenic lines bearing two copies of the transgene was tested on inheritance stability and in 43 out of 67 descendants, derived from four independent crosses, the segregation pattern was discovered not to differ from the predicted Mendelian ratios. Resistance assays challenging transgenic plants with the basidiomycete Rhizoctonia solani were performed and a clear decrease in the foliar area containing fungal lesions was observed amongst transgenic lines, though variations in chitinase activity also reflected on the resistance level. Our results suggest a direct relationship between chitinase specific activity and the improvement in the resistance to lesions caused by infection.