Made available in DSpace on 2016-06-02T20:35:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCSP.pdf: 5964023 bytes, checksum: 117b0fa87711a89889e6f8cffeca884d (MD5) Previous issue date: 2004-05-11 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this work, computer simulation methods were applied to investigate glucose-derived carbohydrates in solution at atomistic resolution. The carbohydrates considered were: trehalose and cyclodextrins. The disaccharide trehalose is well known for its bioprotective properties. Produced in large amounts in organisms able to survive extremely damaging conditions trehalose plays its protective role by stabilizing biostructures such as proteins and lipid membranes. In the present study, molecular-dynamics simulations were used to investigate the interaction of trehalose with a protein and a membrane. To investigate the interaction trehalose-protein molecular-dynamics simulations of the protein lysozyme in solution have been carried out in the presence and in the absence of trehalose at room temperature. The results show that the trehalose molecules cluster and move towards the protein, but do neither completely expel water from its surface, nor form hydrogen bonds. Furthermore, the coating by trehalose does not significantly reduce the conformational fluctuations of the protein. The interaction trehalose-membrane was investigated performing simulations of a lipid bilayer in the absence and in the presence of trehalose at two different concentrations and temperatures. The results show that trehalose is able to minimize the disruptive effect of elevated temperature and stabilize the bilayer structure. Trehalose is found to interact directly with the bilayer through hydrogen bonds. However, the water molecules at the bilayer surface are not completely replaced. At high temperature the protective effect of trehalose is correlated with an increase in the number of hydrogen bonds with the bilayer and of trehalose molecules bridging three or more lipid molecules. Cyclodextrins are cyclic oligosaccharides presenting a cavity able to accommodate and modify the properties of a huge variety of molecules. Their structural behavior in solution is determinant for the complexation abilities. Molecular dynamics simulations have been performed in solution for the three natural (α, β and γ) cyclodextrins at room temperature. Results show that the conformational flexibility in solution is mainly defined by variations in the ring backbone of these molecules. Interglucose secondary hydrogen bonds are present in solution and show a very dynamical character, where alternative hydrogen bonds to water molecules are present. Water molecules were found to exist inside the cavities and present residence times in this region that is dependent on the size of the cyclodextrin molecule. / Neste trabalho métodos de química computacional foram utilizados para estudar, a nível atômico, carboidratos derivados da glicose. Dois sistemas de interesse foram considerados: trehalose e ciclodextrinas. O dissacarídeo trehalose é conhecido por suas propriedades bioprotetoras. Produzida em grandes quantidades em organismos capazes de sobreviver a condições extremamente desfavoráveis, a trehalose desempenha seu papel protetor através da estabilização de bioestruturas como proteínas e membranas. No presente estudo, simulações de dinâmica molecular foram utilizadas para investigar a interação da trehalose com uma proteína e uma membrana. Para investigar a interação trehalose-proteína, simulações de dinâmica molecular da proteína lisozima em solução e temperatura ambiente foram conduzidas na presença e ausência de trehalose. Os resultados mostram que as moléculas de trehalose agrupam-se e movem-se em direção à proteína mas não expelem completamente a água da sua superfície ou formam ligações de hidrogênio. Além disso, a presença do açúcar não reduz significativamente flutuações conformacionas na proteína. A interação trehalose-membrana foi investigada realizando-se simulações de uma bicamada lipídica na ausência e presença de duas concentrações de trehalose em duas temperaturas. Os resultados mostram que o açúcar é capaz de minimizar o efeito destrutivo da temperatura elevada e estabilizar a estrutura da bicamada. A trehalose interage com a membrana formando ligações de hidrogênio, porém, as moléculas de água não são completamente removidas da superfície da biomolécula. Na alta temperatura o efeito protetor da trehalose é correlacionado com um aumento no número de ligações de hidrogênio com a membrana e de moléculas de trehalose conectando três ou mais moléculas lipídicas. Ciclodextrinas são oligossacarídeos cíclicos que apresentam uma cavidade capaz de acomodar e modificar as propriedades de uma grande variedade de moléculas. O comportamento estrutural em solução é determinante para a complexação. Simulações de dinâmica molecular foram realizadas para a três ciclodextrinas naturais (α, β e γ) em solução à temperatura ambiente. Os resultados mostram que a flexibilidade conformacional em água é definida principalmente por flutuações no esqueleto do anel. Ligações de hidrogênio internas entre as hidroxilas secundárias estão presentes em solução e possuem um caráter altamente dinâmico, onde ligações de hidrogênio alternativas são formadas com água. Moléculas de água foram observadas dentro das cavidades e apresentam um tempo de residência nesta região que pode ser vinculado ao tamanho da ciclodextrina.

Trichoderma spp. is one of the most researched fungi as biocontrole agent of diseases, being antagonistic to several phytopathogens in different crops. The soilborne pathogen Fusarium oxysporum causes wilt in several crops, including chrysanthemum, is of difficult control, due mainly to its survival capacity in the soil for long periods, even without the presence of the host. Studies about the population dynamics of Trichoderma spp. and Fusarium spp. and of the associated native microbiota they necessary, especially, to observe the impact of the biocontrols addition in the soil. Ornamental plants, such chrysanthemum, are cultivated in Rio Grande do Sul, but they are susceptible to several diseases, among them, the wilt of Fusarium oxysporum, mainly in protected environment. Aiming at the biocontrol of the wilt caused by F. oxysporum in chrysanthemum, as well as the understanding of the population dynamics of the microbiota in this patossystem, this work had for objectives: to study the dynamics of the fungic population present in soil used in the chrysanthemum cultivation in greenhouse in presence and ausence of wilt symptoms; to select and identify isolates of Fusarium pathogenic to chrysanthemum; to isolate and select antagonists, of the gender Trichoderma, effective in the biocontrol of Fusarium oxysporum in vitro; to verify, in vivo, the effectiveness of the antagonists tested in vitro in control of F. oxysporum; to evaluate the survival of Trichoderma sp. in substract with the incorporation of biological products of the fungus; to analyze the population dynamics of Fusarium sp. and Trichoderma sp. in sterilized soil and with addition of bioprotector; to identify the isolates of Trichoderma sp. used in the biocontrol of the pathogen; to evaluate the effect of administrations of Trichoderma sp. in non-target organisms. The soil sampling cultivated with chrysanthemum in greenhouse showed variation in the fungic populations of Trichoderma sp. and Fusarium sp. as a function of the occurrence of wilt symptoms in plants. Of the isolates of Fusarium sp. inoculated, 25,3% were pathogenic to chrysanthemum, which were found at points with visible symptoms of the disease on the plants. The biological products of Trichoderma sp. used varied in their effectiveness in the control of the wilt of chrysanthemum, being able to reach 100% of biocontrol as in the case of isolate UFSMT15.1. The desinfestation of the soil with methyl bromide reduced the population of Trichoderma, Fusarium and other fungi. The incorporation of the biological products in the soil promoted population growth of Trichoderma sp. and inhibited the growth of Fusarium sp. The molecular characterization of the isolates of Trichoderma indicated that the region of ITS of isolates UFSMT15.1, UFSMT16 and UFSMT17 of Trichoderma sp. it presents a simple band with a fragment of approximately 600 bp and the isolate UFSMT17 present high phylogenetic similarity with the specie Trichoderma aureoviride. In the rats treated with biological product of active Trichoderma sp., no viable spores of the fungus werw found in the sampled tissues after a hour of the administration of the bioproduct. / Trichoderma spp. Persson é um dos fungos mais pesquisados como agente de biocontrole de doenças, sendo antagonista a vários fitopatógenos em diferentes culturas. O patógeno de solo Fusarium oxysporum Link causador de murcha vascular em várias culturas, inclusive em crisântemo, é de difícil controle, devido principalmente à sua capacidade de sobrevivência no solo por longos períodos, mesmo sem a presença do hospedeiro. Estudos sobre a dinâmica populacional de Trichoderma spp. e de Fusarium spp. e da microbiota nativa associada são necessários, em especial, para observar-se o impacto da adição de biocontroladores no solo. Plantas ornamentais, como o crisântemo, são cultivadas no Rio Grande do Sul, mas são suscetíveis a várias doenças, dentre as quais, a murcha por Fusarium tem se destacado, principalmente, em ambiente protegido. Visando o biocontrole da murcha vascular causada por F. oxysporum em crisântemo, bem como, o entendimento da dinâmica populacional da microbiota nesse patossistema, este trabalho teve por objetivos: estudar a dinâmica da população fúngica presente em solo utilizado no cultivo de crisântemo em estufa na presença e ausência de sintomas de murcha; selecionar e identificar isolados de Fusarium patogênicos ao crisântemo; isolar e selecionar antagonistas, do gênero Trichoderma, eficazes no biocontrole de Fusarium oxysporum em teste in vitro; verificar a eficácia in vivo dos antagonistas testados no controle in vitro de F. oxysporum; avaliar a sobrevivência de Trichoderma sp. em substrato com incorporação de biopreparados desse fungo; analisar a dinâmica populacional de Fusarium sp. e Trichoderma sp. presentes em solo esterilizado e povoado com bioprotetores utilizados no cultivo de crisântemo em ambiente protegido; caracterizar molecularmente os isolados de Trichoderma sp. utilizados no biocontrole do patógeno; avaliar o efeito de administrações de Trichoderma sp. em organismos não-alvo. A amostragem de solo cultivado com crisântemo em estufa mostrou variação nas populações fúngicas de Trichoderma sp. e de Fusarium sp., em função da ocorrência de sintomas de murcha nas plantas. Dos isolados de Fusarium sp. inoculados, 25,3% foram patogênicos ao crisântemo, os quais foram amostrados em pontos com sintomas visíveis da doença nas plantas. Os biopreparados de Trichoderma sp. utilizados variaram em sua eficácia no controle da murcha do crisântemo, podendo atingir 100% de biocontrole como no caso do isolado UFSMT15.1. A desinfestação do solo com brometo de metila reduziu a população de Trichoderma, Fusarium e outros gêneros fúngicos. A incorporação do biopreparado no solo promoveu crescimento populacional de Trichoderma sp. e inibiu o crescimento de Fusarium sp. A caracterização molecular dos isolados de Trichoderma indicou que a região do ITS dos isolados UFSMT15.1, UFSMT16 e UFSMT17 de Trichoderma sp. apresenta uma banda simples com um fragmento de aproximadamente 600 pares de bases e o isolado UFSMT17 possui alta similaridade filogenética com a espécie Trichoderma aureoviride. Nos ratos tratados com o biopreparado de Trichoderma sp. ativo, não foram encontrados conídios viáveis do fungo nos tecidos amostrados após uma hora da administração do bioproduto.

Orientador: Marcelo de Almeida Silva / Resumo: A soja possui grande importância no mercado mundial, e para atender a sua crescente demanda é preciso aumentar a produtividade, que tem se tornado um desafio em condições de ausência de chuva. Para contornar os efeitos negativos do déficit hídrico, tem-se adotado práticas agrícolas com a aplicação de bioestimulantes como os compostos por ácidos fúlvicos e extrato da alga marinha Ascophyllum nodosum (L.), que atuam na melhoria do desenvolvimento das plantas em condições estressantes. Neste estudo, objetivou-se compreender como ácidos fúlvicos e extrato da alga marinha Ascophyllum nodosum (L.) atuam em conjunto nos mecanismos fisiológicos e bioquímicos das plantas e possibilitando a mitigação dos efeitos negativos gerados pelo estresse, e ainda determinar qual formulação e dose do bioestimulante tem melhor efeito sobre o desenvolvimento de plantas de soja submetidas ao déficit hídrico. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em vasos contendo 10 kg de solo sob delineamento experimental de blocos casualizados em fatorial duplo com dois fatores adicionais, com cinco repetições e 11 tratamentos constituídos por três formulações do bioestimulante e três doses (0,25; 0,50 e 1,0 kg ha-1), controle com déficit hídrico e controle sem déficit hídrico. As plantas foram submetidas a 50% da capacidade de campo por três dias, em seguida foram reidratadas e receberam a aplicação do bioestimulante, com exceção dos controles. Foram avaliados parâmetros de crescimento, fisiológicos, b... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Soy has great importance in the world market, and to meet its growing demand it is necessary to increase productivity, which has become a challenge in conditions of absence of rain. To circumvent the negative effects of the water deficit, agricultural practices have been adopted with the application of biostimulants such as those composed of fulvic acids and extract from the seaweed Ascophyllum nodosum (L.), which act in improving the development of plants in stressful conditions. In this study, the objective was to understand how fulvic acids and extract of the seaweed Ascophyllum nodosum (L.) act together in the physiological and biochemical mechanisms of plants and enabling the mitigation of the negative effects generated by stress, and also determine which formulation and dose of biostimulant has a better effect on the development of soybean plants submitted to water deficit. The experiment was carried out in a greenhouse, in pots containing 10 kg of soil under a randomized double-block design with two additional factors, with five replications and 11 treatments consisting of three biostimulant formulations and three doses (0.25; 0.50 and 1.0 kg ha-1), control with water deficit and control without water deficit. The plants were submitted to 50% of the field capacity for three days, then they were rehydrated and received the application of the biostimulant, with the exception of the controls. Growth, physiological, biochemical parameters and productivity components were e... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor