Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Ciências da Engenharia, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Título original: Fungos isolados do solo da Antártica : avaliação da atividade contra bactérias fitopatogênicas / Orientador: Daiane Cristina Sass / Banca: Ben-Hur Mattiuz / Banca: Patricia Giovanella Grazziotin / Resumo: As bactérias fitopatogênicas do gênero Xanthomonas são capazes de atingir diversos cultivares de interesse comercial, causando anualmente perdas severas na produção. Um exemplo deste gênero é a Xanthomonas citri subsp. citri, causadora do cancro cítrico em diversas espécies de citros. O controle desta doença atualmente conta com o uso de quebraventos, erradicação de plantas contaminadas e desinfecção de equipamentos, embora o modo mais eficiente seja o uso de produtos químicos a base de cobre. Outra bactéria pertencente ao mesmo gênero é a X. albilineans, causadora da escaldadura-das-folhas na cana-de-açúcar. O controle dessa doença ainda é pouco efetivo, sendo aconselhada a desinfecção de equipamentos e mudas. Pensando no problema fitossanitário relacionado a essas bactérias e nos efeitos negativos associados aos produtos químicos à base de metais pesados, torna-se indispensável a busca por compostos naturais capazes de controlar estas doenças e que possam ser menos nocivos ao ambiente. Neste contexto, micro-organismos de ambientes extremos podem produzir metabólitos secundários ainda desconhecidos. Assim, o objetivo deste trabalho foi obter extratos brutos de fungos filamentosos isolados do solo antártico e avaliar seu potencial de bioatividade contra X. citri e X. albilineans através de ensaios de viabilidade celular. Foram testados 122 extratos contra ambas as bactérias. Nove destes extratos inibiram de forma satisfatória (>90%) o crescimento celular de X. citri e dois ex... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Phytopathogenic bacteria of the genus Xanthomonas able of attain several cultivars of commercial interest, causing yearly severe production losses. An example of bacterium of this genus is Xanthomonas citri subsp. citri, which causes citrus canker in various species of citrus. The control of this disease currently counts on the use of windbreaks, eradication of contaminated plants and disinfection of equipment, although the most efficient way is the use of copper-based chemicals. Another bacterium belonging to the same genus is X. albilineans, which causes leaf scald in sugarcane. The control of this disease is still not very effective, being advised the disinfection of equipment and seedlings. Thinking about the phytosanitary problem related to these bacteria and the negative effects associated with heavy metal chemicals, it is essential to search for natural compounds capable of controlling these diseases and that are less harmful to the environment. In this sense, microorganisms from extreme environments can produce secondary metabolites that are still unknown. Thus, the aim of this work was to obtain crude extracts of filamentous fungi isolated from the Antarctic soil and to evaluate their bioactivity potential against X. citri and X. albilineans through cell viability assays. In total, 122 extracts were tested against both bacteria. Nine of the 122 extracts inhibited satisfactorily (>90%) the cell growth of X. citri and two of the 122 extracts showed satisfactory inhibit... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Eunice Oba / Coorientador: Rodolpho Satrapa / Banca: Sony Dimas Bicudo / Resumo: O desempenho reprodutivo bovino pode sofrer interferência de diversos fatores, dentre os quais os relacionados à fisiologia, à patologia, à genética, à nutrição e ao manejo zootécnico-sanitário dos rebanhos, os quais, direta ou indiretamente podem comprometer o embrião, o feto e o trato reprodutivo das fêmeas. O propósito desse estudo foi estabelecer em receptoras de embriões (n=235), se e em qual proporção a resposta aos protocolos de sincronização hormonal, as taxas de prenhez e de perda embrionária foram, negativamente, afetadas devido à constatação de soropositividade para enfermidades reprodutivas, das concentrações plasmáticas de cortisol e de P4, das temperaturas ambiente, retal e umidade relativa do ar. Avaliou-se, ainda, o volume do CL e sua relação com a produção de P4. As taxas de soropositividade para brucelose, leptospirose, diarreia viral bovina (BVD), rinotraqueíte infecciosa bovina (IBR) e neosporose foram 2,89% (n=7), 54,47% (n=128), 43,83% (n=98), 74,04% (n=174) e 63,82% (n=150), respectivamente. Com respeito às enfermidades, as diferenças entre as taxas de receptoras reagentes e não reagentes mostraram-se estatisticamente significantes (p<0,05) para as associações da leptospirose e da neosporose, com a taxa de aproveitamento e da brucelose e IBR com a taxa de perda embrionária. Nas avaliações sobre cortisol e P4, observou-se que as diferenças entre suas respectivas concentrações plasmáticas não diferiram estatisticamente (p>0,05) entre as receptoras que resultaram prenhas (17,24±7,59; 13,58±6,41) e as não prenhas (17,78±5,54; 14,15±7,16), mas apresentaram correlação positiva (p<0,05) Desse modo, essas concentrações plasmáticas de cortisol observadas, presumivelmente, não interferiram com a capacidade de resposta das receptoras aos protocolos, mas, nos grupos de animais "Resp.P." e "N.Resp.P." suas concentrações diferiram estatisticamente (p<0,05). Em relação ao VCL e à ... / Abstract: Beef catle reproductive performance is under the interference of several factors among which those related to physiology , pathology , genetics , nutrition and management of health - livestock herds , which directly or indirectly may affect the embryo , fetus and reproductive tract of females . The purpose of this study was to establish in recipient embryos (n=235), if and in some extent, the response to synchronization protocols hormone, pregnancy and embryonic loss rates were negatively affected due to the finding of reproductive diseases serumpositivity, of cortisol and P4 serum levels and of ambient and rectal temperatures and air relative humidity; it was also evaluated the CL volume and its relation to P4 production. Brucellosis, leptospirosis, bovine viral diarrhea (BVD), infectious bovine rhinotracheitis (IBR) and neosporosis seropositivity rates were 2.89% (n=7), 54.47% (n=128), 43.83% (n=98), 74.04% (n=174) and 63.82% (n=150), respectively. Correlations of leptospirosis and neosporosis with responsive cows to protocols and of brucelosis and IBR with embryonic loss rate were all statistically significant (p<0.05). Pregnant and non- pregnant recipient cows cortisol and P4 respective serum levels (17.24±7.59, 13.58±6.41; 17.78±5.54, 14.15±7.16) did not differ statistically (p>0,05), but were positively correlated (p<0,05), thus this cortisol serum level, presumably, did not interfere with recipient cows responsiveness to the protocols, but in groups "Resp.P." and "N.Resp.P." their concentrations differed significantly (p<0,05). Regarding the VCL and the concentration of P4 , no difference was found statistically significant (p>0,05) between the mean values. For all cases studied, only correlation was observed between the amount of CL and P4 production (p < 0,05) in group "small". In relation to environmental temperatures, rectal and relative humidity values in averages were 30.07°C , 39.38°C and 69.23, respectively. Was ... / Mestre

Orientador: Fernanda da Cruz Landim Alvarenga / Banca: Eunice Oba / Banca: Mateus José Sudano / Resumo: O sistema de cultivo in vitro de embriões apresenta menor eficiência em relação ao in vivo, sendo caracterizado por menores taxas de desenvolvimento e de adesão, além de uma menor tolerância à certas alterações que provocam estresse, como agentes físicos, químicos, térmicos, osmóticos, oxidativos, radioativos, entre outros. De acordo com a intensidade do estresse, pode-se estimular uma resposta celular favorecendo o desenvolvimento embrionário, adquirindo maior tolerância através de aceleração no metabolismo, proliferação e crescimento celular. O objetivo do presente trabalho foi analisar o efeito do estresse óptico em diferentes momentos ao longo do cultivo e conhecer as possíveis aplicações, a partir do estresse subletal e da bioestimulação promovida pela irradiação com diodo emissor de luz (LED). Com isto, os resultados demonstraram que em alguns estágios do desenvolvimento embrionário, tal como em blastocistos, o uso do estresse óptico pode ser benéfico ao embrião, protegendo-o de eventos como a apoptose. Os principais resultados demonstram que na produção de blastocistos houve aumento na produção dos mesmos nos grupos irradiados, apesar de não haver diferença estatística (Controle 23,2; IRD3inf 31,3; IRD6Infra 33,3). O estímulo por LED prévio à vitrificação mostrou que a irradiação por infravermelho em D3 pode estimular o aumento, em média, do numero de células (Controle: 91,9; IRD3inf: 112,8). Em relação às células apoptóticas, grupos irradiados com luz infravermelha mostraram menos número de células envolvidas neste processo (Controle: 11,6; IRD6inf: 6,6; IRFIVinf: 7,8), e a irradiação por luz vermelha pareceu aumentar a apoptose (IRD3verm: 15,6; IRD6verm: 16,1). Em relação à taxa de reexpansão, o a irradiação por luz vermelha teve efeito sobre o grupo irradiado em D3, mostrando uma diminuição significativa para o mesmo (Controle: 70,5 IRD3 verm; 39,3). De ... / Abstract: The in vitro embryo culture system has lower efficiency compared to in vivo, because the in vitro system is characterized by lower rates of development, deployment, and a lower tolerance to certain changes that cause stress, such as physical, chemical, thermal, osmotic, oxidative and radioactive among others. According to the stress intensity it is possible to stimulate a cellular response promoting embryonic development and acquiring greater tolerance by the acceleration of metabolism, cell proliferation and growth. The objective of this study was to analyze the effect of the optical stress at different periods throughout the embryo development and understand the possible applications for this stimulation, from sublethal stress and biostimulation promoted by irradiation with lasers. Therefore, the results showed that optical stress can be beneficial to the embryos at certain stages of their development, such as blastocysts stage, protecting them from apoptosis. The main results show that an increase in blastocysts production for infrared irradiated groups, although there was no statistical difference (control 23.2; IRD3inf 31.3; IRD6Inf 33.3). The infrared LED stimulus prior to vitrification showed a higher number of cells for embryos in D3 (control: 91.9; IRD3inf: 112.8). Also, infrared irradiation appeared to decrease the number of apoptotics cells, when compared to controls (control: 11.6; IRD6inf: 6.6; IRFIVinf: 7.8), and red light irradiation appeared to increase apoptosis (IRD3verm: 15.6; IRD6verm: 16.1). Regarding re-expansion rate, the red light irradiation in D3 is related a significant decrease in the rate (control: 70.5; IRD3verm: 39.3). According to the results, irradiation with infrared light effect is shown in blastocyst production, which is economically important to embryos IVP. Moreover, the apoptosis analysis showed that the association between the techniques applied in this study are important for the in ... / Mestre

El meló (Cucumis melo L.) és una espècie vegetal de gran importància econòmica, amb la que s'han establert nombrosos programes de millora. Dins d'ells, és de gran importància la utilització de línies pures, la seva obtenció ha avançat en gran mesura per la utilització de tècniques de biotecnologia, entre les que es troben, l'obtenció de poblacions de línies diphaploids i els marcadors moleculars.La producció de línies haploids diploiditzades, disminueix el temps de generació necessari per a obtenir individus completament homozigots a una mateixa generació. Així mateix, la naturalesa homozigòtica d'aquestes línies i el seu potencial per a ser perpetuades il·limitadament per llavor, fan de les poblacions de línies dihaploids, siguin molt útils per a estudis genètics com la generació de mapes genètics, on els marcadors dominants i codominants poden ser mapats amb idèntica precisió. Així mateix, la disponibilitat de material vegetal, genèticament idèntic de manera il·limitada, fa possible que es puguin afegir nous marcadors a mesura que es vagin generant i que aquestes poblacions siguin molt útils per a la localització de gens majors i QTLs (Quantitative Trait Loci), podent-se estudiar, al mateix temps, genotips en diferents localitzacions i estudiar-se la interacció genotip per ambient (GxE).En aquest treball es va estudiar la resposta partenogènica de varis genotips de meló, donat que s'havia descrit la importància del genotip en l'obtenció de LDHs. Després d'aquest estudi es va poder descriure 3 passos limítrofs en el procés d'obtenció de LDHs: Eficàcia en l'obtenció d'embrions a partir de llavors de fruits partenocàrpics, supervivència dels embrions en el procés de cultiu in vitro i obtenció de línies diploiditzades, perpetuades per llavor a partir d'aquests embrions. Es va observar diferent comportament en els genotips estudiats en cadascun dels passos limítrofs definits per a el procés. Posteriorment es va generar, per partenogènesis induïda in situ per polinització amb pol·len irradiat, una població de 95 línies dihaploids (LDHs) a partir del creuament de dos línies de meló, PI161375 x T111. Aquestes dos línies es van escollir per presentar característiques agronòmiques importants. La línia T111 pertany a la varietat botànica inodorus, del tipus "Piel de Sapo" és una de les línies més consumides a Espanya, mentres que PI161375 "Sogwhan Charmi", pertany a la varietat botànica chinensis, presenta nombroses resistències a malalties. Les línies de la població van ser analitzades per marcadors moleculars del tipus codominant (RFLPs i SSRs) per a determinar la seva homozigòsis i es va determinar el seu nivell de ploidia per citometria de flux. A partir de la població de LDHs es va realitzar un mapa genètic, transferint marcadors moleculars codominants d'alta qualitat del tipus RFLPs i SSRs que ja havien estat posicionats en el mapa F2 obtingut a partir del mateix creuament i es van incloure 54 nous marcadors del tipus SSR. Es va obtindre un mapa amb 169 marcadors moleculars codominants de grups de lligament, cobrint una distància de 1289.6cM. La densitat de mapa va ser de 7.6cM/marcadors. L'ordre dels marcadors es va mantenir al comparar-lo amb altres mapes de meló existents i amb el mapa realitzat a partir d'una població F 2, el que demostra la consistència del mapa genètic obtingut, permet utilitzarlo com a mapa de referència per a posteriors estudis amb aquesta espècie i la integració dels dos mapes obtinguts a partir del creuament PI161375 x T111. Integrant es va obtenir un mapa altament saturat amb 331 marcadors codominants que es van distribuir en dotze grups de lligament, cobrint tot el genoma de meló, amb una densitat de 3.02cM/marcador i que van cobrir una distància de 1061cM.Es va estudiar, també, la segregació de les freqüències aléliques dels marcadors utilitzats en la generació del mapa de la població de LDHs per a identificar zones distorsionades que poguessin estar implicades en el procés d'obtenció d'haploids. Es van observar 6 zones que van presentar distorsió de les freqüències aléliques. Aquestes zones serien candidates a incloure gens que són seleccionats en el procés de generació de LDHs. En 2 d'aquestes zones la segregació va ser favorable a l'al.lel del parental PI161375 i en altres 4 la distorsió va ser favorable a l'al.lelde T111, el que indicaria que els dos parentals influeixen en el procés de generació de les línies dihaploids.Finalment, es van estudiar diferents caràcters quantitatius implicats en la morfologia floral, morfologia del fruit i la germinació, localitzant 71 QTLs, per a tots els caràcters analitzats. L'alta correlació observada entre la forma de l'ovari i el fruit i la co-localització dels QTLs implicats en aquest caràcters, suggereix que la forma del fruit ve determinada per la forma de l'ovari, és a dir, que els mateixos gens controlen ambdós caràcters, i la forma del fruit ve determinada en les primeres etapes de desenvolupament. També va permetre dividir el caràcter d'herència poligènica, el que explicaria l'aparició de genotips intermitjos en les classificacions taxonòmiques realitzades. Es van trobar, així mateix, QTLs relacionats amb la germinació de les LDHs que ens indiquen que els gens que intervenen en els processos relacionats amb la germinació s'expressen en les primeres etapes del procés, que existeixen al.lels de PI161375 amb efectes favorables a la germinació i que existeix un important efecte ambiental relacionat amb la llum, observant que amb presència de llum un major porcentatge de germinació. / El melón (Cucumis melo L.) es una especie vegetal de gran importancia económica, en la que se han establecido numerosos programas de mejora. En ellos es de gran importancia la utilización de líneas puras, cuya obtención ha avanzado en gran medida por la utilización de técnicas de biotecnología entre las que se encuentran la obtención de poblaciones de líneas dihaploides y los marcadores moleculares.La producción de líneas haploides diploidizadas disminuye el tiempo de generación necesario para obtener individuos completamente homocigotos a una generación. Así mismo, la naturaleza homocigótica de estas líneas y su potencial para ser perpetuadas ilimitadamente por semilla, hacen a las poblaciones de líneas dihaploides muy útiles para estudios genéticos como la generación de mapas genéticos, donde los marcadores dominantes y codominantes pueden ser mapados con igual precisión. Así mismo, la disponibilidad de material vegetal genéticamente idéntico de forma ilimitada hace posible que se puedan añadir nuevos marcadores a medida que se vayan generando y que estas poblaciones sean muy útiles para la localización de genes mayores y QTLs (Quantitative Trait Loci), pudiendo estudiarse el mismo genotipo en diferentes localizaciones y estudiarse la interacción genotipo por ambiente (GxE).En este trabajo se estudió la respuesta partenogénica de varios genotipos de melón, ya que se había descrito la importancia del genotipo en la obtención de LDHs. Tras este estudio se pudieron describir 3 pasos limitantes en elproceso de obtención de LDHs: Eficacia en la obtención de embriones a partir de semilla de frutos partenocárpicos, supervivencia de los embriones en el proceso de cultivo in vitro y obtención de líneas diploidizadas, perpetuadas porsemilla a partir de estos embriones. Se observó diferente comportamiento de los genotipos estudiados en cada uno de los pasos limitantes definidos para el proceso. Posteriormente se generó, por partenogénesis inducida in situ porpolinización con polen irradiado, una población de 95 líneas dihaploides (LDHs) a partir del cruzamiento de dos líneas de melón, PI161375 x T111. Estas dos líneas se eligieron por presentar características agronómicas importantes. La línea T111 perteneciente a la variedad botánica inodorus, de tipo 'Piel de Sapo' es una de las líneas más consumidas en España mientras que PI 161375 'Sogwhan Charmi', perteneciente a la variedad botánica chinensis, presenta numerosas resistencias a enfermedades. Las líneas de la población fueron analizadas por marcadores moleculares de tipo codominante (RFLPs y SSRs) para determinar su homocigosis y se determinó sunivel de ploidía por citometría de flujo.A partir de la población de LDHs se realizó el mapa genético, transfiriendo marcadores moleculares codominates de alta calidad de tipo RFLPs y SSRs que ya habían sido posicionados en el mapa F 2 obtenido a partir del mismo cruce y se incluyeron 54 nuevos marcadores de tipo SSR. Se obtuvo un mapa con 169 marcadores que sedistribuyeron en 12 grupos de ligamiento, cubriendo una distancia de 1289.6cM. La densidad de mapa fue de 7.6cM/marcador. El orden de los marcadores se mantuvo al compararlo con otros mapas de melón existentes y con el mapa realizado a partir de una población F2, lo que demuestra la consistencia del mapa genético obtenido, permitiendo emplearlo como mapa de referencia para posteriores estudios en esta especie y la integración de los dos mapas obtenidos a partir del cruce PI161375 x T111. Integrando se obtuvo un mapa altamente saturado con 331 marcadores codominantes que se distribuyeron en doce grupos de ligamiento cubriendo todo el genoma de melón, con una densidad de 3.02cM/ marcador y que cubrieron una distancia de 1061cM.Se estudió también la segregación de las frecuencias alélicas de los marcadores utilizados en la generación del mapa de la población de LDHs para identificar zonas distorsionadas que pudieran estar implicadas en el proceso de obtención de haploides. Se observaron 6 zonas que presentaron distorsión de las frecuencias alélicas. Estas zonas serían candidatas de incluir genes que son seleccionados en el proceso de generación de LDHs. En 2 de estas zonas la segregación fue favorable al alelo del parental PI161375 y en las otras 4 la distorsión fue favorable al alelo de T111, lo que indicaría que los dos parentales influyen en el proceso de generación de las líneas dihaploides.Finalmente, se estudiaron diferentes caracteres cuantitativos implicados en la morfología floral, morfología de fruto y la germinación, localizando 71 QTLs, para todos los caracteres analizados. La alta correlación observadaentre la forma de ovario y fruto y la co-localización de los QTLs implicados en estos caracteres sugiere que la forma del fruto esta determinada por la forma del ovario, es decir, que los mismos genes controlan ambos caracteres, y laforma de fruto se determina en etapas tempranas del desarrollo. También permitió dividir el carácter de la pubescencia del ovario en dos componentes, longitud y densidad, confirmando que se trata de un carácter de herencia poligénica lo que explicaría la aparición de fenotipos intermedios en las clasificaciones taxonómicasrealizadas. Se encontraron, así mismo, QTLs relacionados con la germinación de las LDHs que nos indican que los genes que intervienen en los procesos relacionados con la germinación se expresan en las primeras etapas del proceso, que existen alelos de PI161375 con efectos favorables a la germinación y que existe un importante efecto ambiental relacionado con la luz, observándose en presenc ia de luz un mayor porcentaje de germinación. / Melon (Cucumis melo L.) is an important vegetal crop; with large number of breeding programs already established. In these programs, the use of inbred lines is very important; the process to obtain these lines can be enhanced with the use of biotechnology techniques as the generation of dihaploid lines population and molecular markers.DHLs production decreased the generation time needed to obtain complete homocigous plants to one generation.The homocigosity potential to be perpetuated by seed, make DHLs populations an useful tool for genetics studies, as genetic map construction, where the dominants and codominants markers can be mapped with the same precision.Also, the possibility to dispose unlim ited material genetically identical make possible to add news markers as soon as they are generated, the localization of major genes and QTLs (Quantitative trait loci) and study the genotype by environment (GxE) interaction by evaluating the same genotype in different locations.The parthenogenetic response of several melon genotypes was studied. As reported by other authors the genotype had an important effect on the production of DHLs. Three limiting steps were found in the DHLs production process: (1) the parthenogenic embryo production efficiency from parthenocarpic fruits; (2) the in vitro rescueefficiency of parthenogenic embryos; and (3) the production of diploid lines, perpetuated by seed, out of the rescued embryos. For each of these limiting steps, different behaviours were observed on the studied genotypes. Moreover, apopulation of 95 DHLs was generated from the PI161375 x T111 hybrid, utilizing the in situ induction of parthenogenic embryos through pollination by gamma-irradiated pollen. The two parents were chosen for their important agronomic traits. The T111 line, pertaining to inodorus botanic variety, of fruit type 'Piel de Sapo', is one of the most consumed in Spain. Whereas, PI 161375 or 'Sogwhan Charmi', pertaining to the chinensis botanical variety, has a large number of disease resistances. Presumed parthenogenic lines were analyzed by codominants molecular markers (RFLPs and SSRs) to confirm their homocigosity, and by flow citometry to determine their ploidy level.A molecular markers map, involving RFLP and SSRs mapped previously in a F2 population from the same cross, was constructed using the DHL population. 54 new SSRs markers were added to the DHL map. A map with 169 markers distributed in twelve linkage groups was obtained with a distance coverage of 1286 cM. The map density was 7.6cM/marker. The order of markers was maintained when compared with other melon maps and with the F2 map. This fact proved the consistence of obtained genetic map, allowing their use as a reference map for later studies in this specie and permitting the integration of the two maps obtained from the cross PI161375 X T111. After integration, a highly saturated map with 331 codominats markers, covering the whole genome was obtained. Markerswere distributed in twelve linkage groups with a density of 3.02cM/marker covering a distance of 1061cM.Allelic frequency segregation of markers in DHLs population map was studied to identify genomic regions with segregation distortion. Six regions were observed which could include genes selected during DHLs generation process. Two of the regions showed favourable segregation towards PI 161375 alleles and in the other four the segregation was favourable towards T111 alleles. This confirms the influence of both parentals in the DHLs generation process.Finally, a study of several quantitative traits involved in floral and fruit morphology and germination of melon was realized. Seventy-one QTLs were localized for all analysed traits. The high correlation observed between ovary andfruit shape and the co-localization of QTLs involved in these traits suggests that the fruit shape was determined by ovary shape, i.e., the same genes control both traits and the fruit shape is determinated in the early period of development. Also, this analysis allowed to divide ovary pubescence trait in two components, hair length and density, and also confirming that this trait is under polygenic control. This could explain the apparition of intermediate phenotypes in the taxonomic classifications by others authors. In addition, QTLs related with germination were found, indicating that the genes involved in germination are expressed in the first steps of the process. PI161375 alleles withfavourable effect in germination were uncovered. Light intensity during germination has a major effect on the percentage of seed germination, being higher light intensity associated with higher percentage of germination.

The aim of this thesis is to modify flax pulp fibres (Linum usitatissimum) by more friendly environmental processes. Pulp and paper research is focussing through enzyme systems investigation for developing green chemistry technologies due to existing environmental concerns and to legal restrictions. Moreover, it exists also an increasing strategic interest in using flax fibres to obtain high-quality specialty papers. That is why we study the application of biotechnology as an efficient alternative to traditional industrial processes based on the use of chemical agents. This work is framed by two of the main research topics of the Paper and Graphic Specialty Laboratory in the Textile and Paper Engineering Department of the Universitat Politècnica de Catalunya. One research line is based on pulp bleaching and is focused basically on the study of enzymatic systems as biobleaching agents; the other research topic that has been recently introduced in our investigation group is the use of enzymes as functionalisation agents by promoting the grafting of several compounds. Laccase is the main enzyme used in this thesis; it is an oxidoreductase that can assist reactions in an eco-friendly way since laccase uses air and produces water as the only by-product. Moreover, laccase can work under mill conditions and has wide application potential. The first part of this thesis involved the use of enzymes to bleach flax pulp. The aim was to explore the potential of various natural mediators (lignin-derived compounds) for delignifying flax fibres in order to identify the most efficient and ecofriendly choice among them. Afterwards, we assessed the use of various enzyme delignification stages in an industrial bleaching sequence. The ensuing totally chlorine free (TCF) sequence comprised various laccase-mediator system treatments (L stage) followed by a by a chelating stage (Q stage) and a subsequent bleaching step with hydrogen peroxide (Po stage). A xylanase pretreatment was additionally carried out. Laccases used came from the fungi Pycnoporus cinnabarinus and Myceliophthora thermophila; the performance of several natural mediators was compared with the obtained with the application of various synthetic mediators. In addition, the lack of studies on the properties of effluents from the treatment of non-wood pulp with laccase and natural mediators led A-1 A-2 us to examine effluent properties upon biotreatments and after different bleaching stages. The results obtained warrant upscaling any of the biobleaching sequences for flax pulp as they provide sustainable flax fibre with a high cellulose content and brightness above 80% ISO. The use of xylanase pretreatment was found to efficiently remove HexA and enhance delignification by laccase.

La tesi que ens ocupa, parteix de I'interes de blanquejar pasta kraft d'eucaliptus a traves de tecnologies netes, es a dir, utilitzant metodes mes respectuosos pel medi ambient. La motivacio per a la realitzacio d'aquesta tesi, sorgeix de la problematica ambiental ja coneguda que existeix amb relacio a la contaminacio produida pels reactius utilitzats en el blanqueig de pastes per a paper i de I'interes estrategic que representa per Espanya la utilitzacio de la fusta d'eucaliptus. D'aquesta manera, es volen estudiar nous sistemes enzimatics que puguin deslignificar i blanquejar aquesta pasta.La present tesi s'emmarca dins d'una de les linees d'investigacio del Departament d'Enginyeria Textil i Paperera, de la Universitat Politecnica de Catalunya, encaminada a ('Aplicacio de la Biotecnologia per al Blanqueig de Pastes.Aixi, s'enfoca la recerca cap a la utilitzacio de xilanases per a potenciar el blanqueig en sequencies ECF i TCF, i cap a la utilitzacio de lacases a traves del sistema lacasa-mediador per a blanquejar i deslignifcar la pasta. Degut al gran contingut en acids hexenuronics de les pastes kraft d'eucaliptus, i a la creixent importancia d'aquests en els processos de blanqueig, especial interes es dona en la seva evolucio al Ilarg dels diferents tractaments.Primerament es realitza un escrutini d'actuacio de diferents xilanases tant noves com comercials per tal d'identificar les mes eficients en potenciar el blanqueig. Aquests assajos es realitzen sobre sequencies XD, XP i XDP. Segons les propietats de la pasta d'index kappa, blancor, viscositat i HexA i segons I'analisi per cromatografia en capa fina dels efluents de I'etapa X, s'obte que la xilanasa comercial Xc i que la xilanasa nova XG son les mes eficients en potenciar el blanqueig. La xilanasa nova mes eficient pertany a la familia 11 de les glicosil hidrolases. D'altra banda, s'observa que la xilanasa XJ (familia 5) produeix Ileugers efectes sobre les pastes i que totes les xilanases noves (families 10, 11 i 5) contribueixen a la disminucio del contingut en HexA de les pastes.Seguidament, la millor xilanasa comercial (Xc) i nova (XG) s'apliquen en una sequencia complerta de blanqueig XDEopD1. Degut a I'interes cientific que representa aplicar per primera vegada una xilanasa de la familia 5 sobre les pastes, tambe s'aplica la xilanasa Xj en aquesta sequencia complerta. La xilanasa Xj s'aplica sola i combinada amb la xilanasa XG. Els resultats demostren que amb un pretractament amb xilanasa es milloren les propietats de les pastes al Ilarg de la sequencia i que el pretractament X podria permetre un estalvi en dioxid de clor. A mes, les xilanases no afecten a les propietats fisiques finals dels papers.En segon Iloc, s'aplica el sistema lacasa-mediador (L) sobre les pastes utilitzant HBT com a mediador. L'objectiu d'aquest tractament es d'una banda optimitzar les condicions d'aplicacio del sistema lacasamediador segons les propietats d'index kappa i blancor i d'altra banda veure si el pretractament amb xilanasa es capag de potenciar I'efecte del tractament L. Tambe es vol analitzar com el tractament L afecta als HexA, a la lignina i a la viscositat. Els resultats demostren que a dosis baixes de mediador i a temps curts s'obtenen bones propietats. El tractament L disminueix sobretot la lignina de la pasta tot i que tambe fa disminuir els HexA, i Ileugerament la viscositat. Els esterols de la pasta son tambe eliminats durant aquest tractament. A mes, es demostra que el pretractament X "facilita" I'efecte del sistema lacasa-mediador en eliminar els acids hexenuronics de la pasta. Per I ltim, queda reforgada la necessitat d'aplicar una etapa d'extraccio alcalina posterior a L.Posteriorment, es compara I'efectivitat del mediador NHA respecte I'HBT obtenint resultats molt prometedors amb aquest mediador ja que a part de ser mes barat i potencialment menys toxic que I'HBT, presenta una reaccio de tipus reversible i es tant eficient com aquest I ltim en deslignificar la pasta. Paral·lelament es realitza una recerca de mediadors naturals produits durant el creixement de P.cinnabarinussobre la fusta de pi. Per I ltim, s'aplica per primera vegada la tirosinasa en el blanqueig de pastes i els resultats indiquen que cal continuar la recerca sobre aquesta possible aplicacio biotecnolOgica d'aquest enzim. Aquest bloc d'experiencies s'ha realitzat a l'"Institut National de la Recherche Agronomique" (INRA) de Marsella, Franca.Finalment, es discuteix sobre la importancia dais acids hexenuronics al Ilarg dais processos de blanqueig, i sobre com aquests son eliminats pals diferents tractaments tant quimics corn enzimatics. Es troba la relacio antra aquests acids i I'index kappa de la pasta d'eucaliptus utilitzada.

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-11-08Bitstream added on 2014-08-13T18:00:46Z : No. of bitstreams: 1 000754017_20141006.pdf: 124813 bytes, checksum: 8aa4ba135a60ece4a526b02ffd3a8244 (MD5) / O desempenho reprodutivo bovino pode sofrer interferência de diversos fatores, dentre os quais os relacionados à fisiologia, à patologia, à genética, à nutrição e ao manejo zootécnico-sanitário dos rebanhos, os quais, direta ou indiretamente podem comprometer o embrião, o feto e o trato reprodutivo das fêmeas. O propósito desse estudo foi estabelecer em receptoras de embriões (n=235), se e em qual proporção a resposta aos protocolos de sincronização hormonal, as taxas de prenhez e de perda embrionária foram, negativamente, afetadas devido à constatação de soropositividade para enfermidades reprodutivas, das concentrações plasmáticas de cortisol e de P4, das temperaturas ambiente, retal e umidade relativa do ar. Avaliou-se, ainda, o volume do CL e sua relação com a produção de P4. As taxas de soropositividade para brucelose, leptospirose, diarreia viral bovina (BVD), rinotraqueíte infecciosa bovina (IBR) e neosporose foram 2,89% (n=7), 54,47% (n=128), 43,83% (n=98), 74,04% (n=174) e 63,82% (n=150), respectivamente. Com respeito às enfermidades, as diferenças entre as taxas de receptoras reagentes e não reagentes mostraram-se estatisticamente significantes (p<0,05) para as associações da leptospirose e da neosporose, com a taxa de aproveitamento e da brucelose e IBR com a taxa de perda embrionária. Nas avaliações sobre cortisol e P4, observou-se que as diferenças entre suas respectivas concentrações plasmáticas não diferiram estatisticamente (p>0,05) entre as receptoras que resultaram prenhas (17,24±7,59; 13,58±6,41) e as não prenhas (17,78±5,54; 14,15±7,16), mas apresentaram correlação positiva (p<0,05) Desse modo, essas concentrações plasmáticas de cortisol observadas, presumivelmente, não interferiram com a capacidade de resposta das receptoras aos protocolos, mas, nos grupos de animais Resp.P. e N.Resp.P. suas concentrações diferiram estatisticamente (p<0,05). Em relação ao VCL e à ... / Beef catle reproductive performance is under the interference of several factors among which those related to physiology , pathology , genetics , nutrition and management of health - livestock herds , which directly or indirectly may affect the embryo , fetus and reproductive tract of females . The purpose of this study was to establish in recipient embryos (n=235), if and in some extent, the response to synchronization protocols hormone, pregnancy and embryonic loss rates were negatively affected due to the finding of reproductive diseases serumpositivity, of cortisol and P4 serum levels and of ambient and rectal temperatures and air relative humidity; it was also evaluated the CL volume and its relation to P4 production. Brucellosis, leptospirosis, bovine viral diarrhea (BVD), infectious bovine rhinotracheitis (IBR) and neosporosis seropositivity rates were 2.89% (n=7), 54.47% (n=128), 43.83% (n=98), 74.04% (n=174) and 63.82% (n=150), respectively. Correlations of leptospirosis and neosporosis with responsive cows to protocols and of brucelosis and IBR with embryonic loss rate were all statistically significant (p<0.05). Pregnant and non- pregnant recipient cows cortisol and P4 respective serum levels (17.24±7.59, 13.58±6.41; 17.78±5.54, 14.15±7.16) did not differ statistically (p>0,05), but were positively correlated (p<0,05), thus this cortisol serum level, presumably, did not interfere with recipient cows responsiveness to the protocols, but in groups Resp.P. and N.Resp.P. their concentrations differed significantly (p<0,05). Regarding the VCL and the concentration of P4 , no difference was found statistically significant (p>0,05) between the mean values. For all cases studied, only correlation was observed between the amount of CL and P4 production (p < 0,05) in group small. In relation to environmental temperatures, rectal and relative humidity values in averages were 30.07°C , 39.38°C and 69.23, respectively. Was ...

Resumo: Materiais mesoporosos têm sido largamente estudados devido ás suas características e potenciais aplicações. A sílica mesoporosa apresenta elevada área de superfície específica (~1000 m2.g-1) e tamanho de poros usualmente em torno de 2-30 nm, atraindo atenção para aplicações em catálise, adsorção e troca iônica. O peptídeo de crescimento osteogênico (OGP) é um tetradecapeptídeo endógeno, cuja forma ativa gera ligações covalentes com as proteinases, mostrando ser um bom agente anabólico e estimulador hematopoiético. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi à preparação de materiais inorgânicos mesoporosos, a partir de sílica e de um surfactante não-iônico como agente direcionador de estrutura, incorporados com OGP, para atuarem como biomateriais na regeneração óssea. O peptídeo foi sintetizado pelo método em fase sólida (SPFS; estratégia Fmoc); foi purificado e caracterizado por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC), Espectrometria de Massas e Análise de Aminoácidos. Os materiais sólidos foram caracterizados por Espectroscopia na região do Infravermelho (FT-IR), Difração de Raios X (XRD), Espalhamento de Raios X à Baixo Ângulo (SAXS), Adsorção-dessorção de Nitrogênio a 77K (BET), Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) e Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM). A bioatividade in vitro desses materiais em Simulated Body Fluid (SBF) foi verificada por FTIR, SEM e XRD, e a adsorção e liberação do peptídeo marcado com 5,6-carboxifluoresceína da matriz mesoporosa foi monitorada por Espectroscopia de Fluorescência. Ficou evidente que a composição do material refletiu em diferentes características físicas, onde a área de superfície específica foi de 880, 484, 220 m2.g-1, para a LMSiO, LMSiCaP I e II, respectivamente, que por sua vez influenciou na porcentagem de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Mesoporous materials have been widely studied due to their characteristics and potencial applications. The mesoporous silica has a high specific surface area (1000 m2.g-1) and pore size is usually around 2-30nm, and it has attracted much attention for applications in catalysis, adsorption and ion exchange. The Osteogenic Growth Peptide (OGP) is an endogenous tetradecapeptídeo, which generates the active form covalent bonds with proteases, showing to be a good anabolic agent and hematopoietic stimulator. In this sense, this work presents the preparation of inorganic mesoporous materials from silica and a nonionic surfactant as a structure director agent incorporated with OGP to act as biomaterials in bone regeneration. The peptide was synthesized by solid-phase method (SPFS; Fmoc strategy), purified and characterized by High Performance Liquid Chromatography (HPLC), Mass Spectrometry and Aminoacid Analysis. The solids were characterized by Infrared Spectroscopy (FT-IR), X-ray Diffraction (XRD), Small Angle X-ray Scattering (SAXS), Adsorption-desorption of Nitrogen at 77K (BET), Transmission Electron Microscopy (TEM) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The in vitro bioactivity of these materials in Simulated Body Fluid (SBF) was studied by Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-ray Diffraction (XRD), and loading and release of the peptide labeled with 5,6-carboxyfluorescein of mesoporous matrix was monitored by Fluorescence Spectroscopy. It was evident that the composition of the material reflects different physical characteristics, where the specific are was 880, 484, 220 m2.g-1 for LMSiO, LMSiCaP I e II, respectively, which in turn influenced the percentage of incorporation of the peptide (99% in LMSiO, 55% in LMSiCaO I e no adsorption in LMSiCaP II). The results... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Reinaldo Marchetto / Coorientador: Marco Antônio Utrera Martines / Banca: Marlus Chorilli / Banca: Andrea Simone Stucchi de Camargo Alvarez Bernardez / Mestre

Resumo: Mutantes foram obtidos através de tratamento mutagênico dos esporos de S. clavuligerus ATCC 27064 com metil-metanosulfonato. Um total de 822 colônias, obtidas por repiques sucessivos, foram selecionadas em testes qualitativos e/ou quantitativos. O melhor mutante S. clavuligerus 45.41, mostrou-se de duas a quatro vezes mais produtivo que a linhagem selvagem, e manteve-se estável após 35 repiques sucessivos ao longo deste estudo. O comportamento das linhagens foi investigado pela adição de diferentes diaminas ao meio de cultivo, uma a uma, na ausência de lisina. Também se investigou duas fontes distintas de C, além de compostos como o ácido 2,6- diaminopimélico. Um planejamento de dois fatores (cadaverina e lisina), três níveis, baseado no ponto central, faces centradas, indicou que a adição de lisina aumenta a produção de CefC para ambas as linhagens. O efeito positivo da cadaverina foi observado principalmente na linhagem mutante 45.41. Resultados obtidos em processo de batelada, em biorreator de bancada confirmaram as diferenças observadas entre as linhagens nos cultivos em frascos agitados. Procedimento de mutagênese clássica foi utilizado em conjunto com critérios bem definidos para se estabelecer um meio de cultura apropriado, com o objetivo de alcançar um aumento significativo da produção de CefC. Este é o primeiro estudo utilizando um mutante de S. clavuligerus obtido por mutagênese clássica, cuja produção de CefC é de três vezes maior que a da linhagem selvagem, em meios contendo diaminas / Abstract: Mutants were obtained by treating S. clavuligerus ATCC 27064 spores with methyl-methanesulfonate. A total of 822 colonies, obtained by successive sampling, were selected by qualitative and/or quantitative tests. The best mutant, S. clavuligerus 45.41, was two to four times more productive than the wild-type strain, and remained stable even after 35 successive samplings throughout the study. Strains behavior was investigated by adding different diamines in media, one by one, in the absence of lysine. Also investigated two different sources of C, and compounds such as 2,6-diaminopimelic acid. The two-factor (cadaverine and lysine), three-level, central composite-based, face-centered experimental design indicates that adding lysine increases CephC production for both strains alike. The positive effect of cadaverine was observed mainly in the Mutant 45.41 strain. Results obtained in batch-processes in a bench-scale bioreactor confirmed differences among strains observed in shaken flasks cultures. Classical mutagenesis procedures in conjunction with the adoption of well-defined criteria to establish an appropriate culture medium promoted a significant improvement in CephC production. It is the first study indicating an increase in CephC production in media containing diamines employing a mutant of S. clavuligerus obtained by classical mutagenesis / Orientador: Maria Lucia Gonsales da Costa Araujo / Banca: Pedro de Oliva Neto / Banca: Cecilia Laluce / Banca: José Gregório Cabrera Gomez / Banca: Cristina Paiva de Sousa / Doutor