A indústria da cana-de-açúcar brasileira é reconhecida por sua competitividade e baixos custos de produção de etanol e açúcar. O lançamento do veículo bicombustível em 2003 acelerou o crescimento da indústria nesta década. Apesar desse crescimento, a indústria da cana-de-açúcar passa por momentos de incerteza devido a falta de investimentos, aumento dos custos de produção e ausência de políticas públicas que regulem o uso do etanol como combustível. Esta tese explora a dinâmica da indústria da cana-de-açúcar. Um modelo de Dinâmica de Sistemas é desenvolvido para explorar o comportamento da indústria por uma perspectiva endógena. Sem pressupor equilíbrio, o modelo oferece uma representação geral das principais ligações entre os setores da indústria. A estrutura causal do sistema é largamente explorada, gerando insights sobre as razões endógenas do comportamento do sistema real. O comportamento do modelo mostra boa agregação aos dados reais, aumentando a confiança da sua estrutura. É conduzida uma análise de política e o resultado emergente do sistema gera interessantes insights sobre o comportamento do modelo. Os achados do trabalho incluem: - Comportamento inesperado do sistema; - Elevado grau de acoplamento entre a indústria do açúcar e do etanol; - A baixa elasticidade-preço da demanda no mercado internacional de açúcar, e moderada no mercado nacional; - Reação endógena à implementação de políticas; - A indústria é pouco responsiva ao crescimento da demanda, quando isso exige aquisição de nova capacidade produtiva; e - Contribuição sobre o conhecimento existente da indústria. A tese é concluída com sugestões para trabalhos futuros, que conectam o modelo com várias áreas de conhecimento onde podem ser esperados problemas no médio ou longo prazo; esses problemas são: - Redução na emissão de CO2; - Efeitos do uso da terra; - Efeitos da entrada de novos combustíveis no mercado; e - Inclusão da bioenergia, gerada a partir do bagaço de cana, que altera a estrutura de custos da indústria. / The sugarcane industry in Brazil is recognized for its competitiveness and low production cost of both ethanol and sugar. The flex-fuel technology, launched in 2003, boosted the industry growth in the last decade. Despite this growth, sugarcane industry is undergoing a period of uncertainty due to a lack of investments, raising production costs, and a lack of policies concerning the ethanol regulation. This dissertation explores the dynamic of the sugarcane industry. A system dynamics model is developed to explore the industry behavior from an endogenous perspective. The model provides a general disequilibrium representation of the major linkages between the main sectors of the industry. The causal structure of the system is highly explored generating insights on the endogenous reasons of the industry behavior. Model behavior shows a good fit with real world data increasing the confidence on model structure. A single policy analysis is carried out and its emerging results generate insights on the endogenous reasons of system behavior. Findings on these results include: h Surprising behavior of the model; h The high degree of coupling between the sugar and ethanol industries; h The very low price-elasticity of demand on the international sugar market, and a moderate price-elasticity of demand on the national sugar market; h Endogenous policy reaction; h Low responsivity of industry to an increase demand, due to high delays in capacity acquisition; h Delays in capacity acquisition generating dynamics; h Contribution to existing knowledge on the system. The dissertation finishes with suggestions for future works linking the model with several areas of knowledge with potential problems in the middle or long term for the industry; these problems are: h Reduction in CO2 emissions; h Land-use effects; h Effects of new fuels insertion in the market; and h Inclusion of power generation using sugarcane bagasse, which changes the industry cost structure.

Orientador: Silvano Bianco / Banca: Dagoberto Martins / Banca: Everton Luís Finoto / Resumo: A reformados canaviais é importante para manter elevada a produtividade agrícola da cultura e é realizada em média após 5 cortes, assim o objetivo deste estudo foi avaliar a influência de sistemas de cultivo e de culturas utilizadas em sucessão na composição da comunidade infestante em áreas de reforma de cana-crua. Instalou-se o estudoem solo classificado como ARGISSOLO Vermelho-Amarelo eutroférrico, localizado no município de Novais-SP, em canavial colhido sem queima prévia nos últimos cinco cortes. Utilizou-se delineamento experimental em blocos casualizados, com os tratamentos arranjados em parcelas sub-divididas e com quatro repetições. Os tratamentos principais consistiram dos três sistemas de cultivo; convencional, cultivo mínimo e plantio direto. Os tratamentos secundários foram constituídos de três culturas oleaginosas comerciais (amendoim, girassol e soja), duas opções de adubos verdes (crotalária e mucuna), além de uma parcela em pousio Após 180 dias da colheita da cana-deaçúcarcontou- se o número de plantas daninhas.m-2 e determinou-se a massa seca da parte aérea, calculando-se então seus índices fitossociológicos. Os resultados permitiram concluir que o plantio direto na reforma de cana-crua reduz significativamente o número e biomassa de plantas daninhas, sobretudo quando se cultiva adubos verdes. Entre os adubos verdes semeados em sucessão a mucuna se destacou, sendo seu efeito supressor sobre plantas infestantes mais importante em áreas cultivadas com manejo de solo convencional. A utilização de leguminosas como a soja, o amendoim e os adubos verdes em rotação com a cana-de-açúcar nessas áreas de reforma mostrou-se benéfica, controlando a população de plantas invasoras. A combinação desses dois fatores pode ser considerada favorável, pois além da diminuição do número e da massa seca de plantas daninhas por área, também minimizou a importância das espécies consideradas ... / Abstract: The renewal of plantations is important to maintain high agricultural productivity of the culture of sugarcane and is usually performed after five harvests,so the aim of this study was to evaluate the influence of cropping systems and crops used in succession in the composition of the weed community in areas of reform raw cane.This study was carried out on Acrisol eutrophic soil, located in the city of Novais, São Paulo, insugar cane harvested without prior burning in the last five years. The experiment was conducted in a completelyrandomized design, using a splitplot arrangement with four replications. The main treatments consisted of three cropping systems: conventional, minimum tillage and no-tillage. Secondary treatments were three commercial oilseed crops: peanut, sunflower and soybean, two choices of green manure: sunnhemp and velvet bean, plus a fallow plot. After 180 days of harvest of sugar cane, the number of weeds.m-2was counted and determined the dry mass of shoots, then calculating their phytosociological index. Among the management systems of soil, the no tillage system showed a suppressive effect of weeds, resulting in fewer plants, less dry mass of plants and less variety of species, suppressing species that are considered important in the sugarcane crop. The use of legumes such as soybean, groundnut and green manure in rotation with sugarcane in these areas of reform was beneficial, controlling the population of invasive plants. The combination of these two factors can be considered favorable because besides decreasing the number and dry weight of weed plants per unit area, also downplayed the importance of the species considered problematic. Sunflower growing under the conditions studied, was not effective in controlling the weed population / Mestre

Orientador: Sonia Marli Zingaretti / Banca: Tiago Antunes Paz / Banca: Janete Apparecida Desiderio / Resumo: A cana-de-açúcar é acometida por uma doença conhecida por "escaldadura das folhas" causada pela bactéria colonizadora do xilema Xanthomonas albilineans, considerada uma das principais doenças que atingem a cultura da canade-açúcar. A sintomatologia na fase crônica se caracteriza, principalmente, pelo aparecimento de uma faixa branca ao lado da nervura central da folha, a qual evolui para clorose total causando a morte da planta. Uma vez que o patógeno pode ser transmitido de várias maneiras, o seu controle demanda altos custos. Desta maneira, o desenvolvimento de cultivares tolerantes é uma boa opção para o controle efetivo da doença. A tolerância e sensibilidade das plantas aos fatores bióticos está relacionada com a expressão de genes, e dentre estes, os miRNAs (incluindo o miR397 e o miR319) têm sido relatados como importantes reguladores em vários mecanismos de resposta das plantas. O objetivo deste trabalho foi analisar a expressão de dois miRNAs (miR319 e miR397) em duas cultivares de cana-de-açúcar (RB86-7515 - tolerante e SP78-4467 - suscetível), infectadas por uma linhagem de X. albilineans (IACXa11), considerada a mais virulenta do Brasil. Para isto, as plantas foram cultivadas em vasos, inoculadas com X. albilineans e mantidas em casa de vegetação. Amostras de folhas e colmos foram coletadas em cinco períodos (24, 72, 144, 360 e 720 h) e a expressão dos miRNAs foi analisada pela técnica de Stem-loop RT-qPCR. Os miR397 e miR319 apresentaram-se diferencialmente expre... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Sugarcane is affected by a disease known as "leaf scald" caused by the bacterium Xanthomonas albilineans, which colonizes the xylem. This disease is one of the most important for sugarcane culture. The chronic phase is mainly characterized by the white band emergence along the central leaf vein, which causes total chlorosis of the leaf and plant death. Since the pathogen can be transmitted in many ways, his control demands high costs, and the development of tolerant cultivars is a good option for disease control. The plant tolerance and sensitivity to biotic factors is related to gene expression, and among these, the miRNAs (including miR397 and miR319), have been reported as important regulators in various plant response mechanisms. The aim of this work was to analyze the expression of two miRNAs (miR319 and miR397) in two sugarcane cultivars (RB86-7515 - tolerant, and SP78- 4467 - susceptible), infected by a strain of X. albilineans (IACXa11), the most virulent in Brazil. The plants were grown in vases, inoculated with X. albilineans and kept in a greenhouse. Samples of leaves and stems were collected in five periods (24, 72, 144, 360, and 720 h), and the miRNA expression was analyzed by Stem-loop RT-qPCR. The miR397 and miR319 expression were different between cultivars and tissues. In the susceptible cultivar (SP78-4467), during the first infection periods (24, 72 and 144 h), there was a late defense response when compared to the tolerant cultivar (RB86-7515). The miR319 presented the same expression profile in leaves and stems of the cultivar RB86-7515 (tolerant), suggesting that the pathogen recognition and defense mechanisms activation were modulated in both tissues. In general, miRNAs analyzes demonstrated that miR397 expression is lower when compared to miR319. The sa... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Luis Roberto Almeida Gabriel Filho / Coorientador: Camila Pires Cremasco Gabriel / Banca: Alfredo Bonini Neto / Banca: Raul Andres Martinez Uribe / Banca: Glauber José de Castro Gava / Banca: Daniel dos Santos Viais Neto / Resumo: A produtividade da cana-de-açúcar é relacionada a vários fatores, dentre eles o manejo nutricional, especialmente do fósforo (P) e um adequado fornecimento de água. A zona tropical apresenta grande irregularidade nas precipitações pluviométricas, tornando recorrente o uso da irrigação de salvamento, que proporciona umidade do solo para rebrota de cana-soca ou brotação de cana-planta. A dinâmica do P no solo é complexa, e associada a prática de irrigação de salvamento que, potencializa os efeitos do nutriente na planta, gera relações e interações dentro do sistema água-solo-planta-atmosfera. O que requer o uso de modelos estatísticos (análise multivariada) e computacionais (modelagem fuzzy), quando há um grande volume de dados ou interações complexas, pois, estes são capazes de indicar as melhores opções de manejo a serem utilizados. O objetivo deste trabalho foi realizar a modelagem fuzzy da produtividade de cana-de-açúcar irrigada em função da aplicação de torta de filtro e da adubação fosfatada. O experimento foi instalado em um Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico, textura média, no munícipio de Itajobi-SP. O arranjo experimental foi em blocos ao acaso, em triplicata, no esquema 3������������4������������2, com fontes de P (superfosfato triplo, fosfato natural reativo Bayóvar e fosfato natural de Araxá), doses (0, 90, 180 e 360 kg ha-1 de P2O5), na presença e ausência da torta de filtro (7,5 Mg ha-1, base seca). Em todos os tratamentos, foi aplicado 80 mm de água em lâmina ún... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Sugarcane productivity is related to several factors, including nutritional management, especially phosphorus (P) and adequate water supply. Tropical zone shows a great rainfall irregularity, making recurrent the use of water saving irrigation, which provides soil moisture for regrowth of sugarcane ratoon or cane-plant sprouting. P dynamics in soil is complex, and it is associated with water saving irrigation practices, which potentiates the nutrient effects in the plant, generating relationships and interactions within the water-soil-plant-atmosphere system. Multivariate analysis (main components) and computational (fuzzy modeling) are able to indicate individual importance and variable correlation within the agricultural production system when there is a large volume of data or complex interactions, as these are able to indicate the best management options to be used. Our aim was to perform fuzzy modeling of the yield from irrigated sugarcane as a function of filter cake application and phosphate fertilization. The experiment was settled in a Red-Yellow Latosol Dystrophic, medium texture, in Itajobi-SP, Brazil. The experimental arrangement was in randomized blocks with three replications, in a 3����4����2 factorial scheme with three sources of phosphorus (triple superphosphate, Bayóvar natural reactive phosphate and Araxá natural phosphate), doses (0, 90, 180 and 360 kg ha-1 of P2O5), in the presence and absence of the filter cake (7.5 Mg ha-1, dry basis). Water saving irrigation was applied in a single lamina of 80 mm of water in the total area. Crop water productivity for stalks and sugar production was significant in the filter cake presence combined with P sources and in the association of filter cake and P doses, respectively, in particular, reinforcing the potential of the filter cake both as a source as well as efficient material in retaining water (water saving irrigation). P doses were ... / Doutor

Os materiais lignocelulósicos possuem características que limitam a sacarificação enzimática da celulose. Entre essas características pode-se classificar a porosidade como uma das mais importantes, sendo usualmente mensurada pela técnica de exclusão de solutos. A secagem do material também pode aumentar sua recalcitrância por meio do fenômeno de hornificação. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência do teor de lignina e da secagem na porosidade e na sacarificação enzimática do bagaço de cana-de-açúcar. A partir de uma amostra in natura quatro amostras com teores de lignina decrescentes foram geradas, utilizando o método de deslignificação por clorito-ácido. Uma fração destas amostras foi seca ao ar em temperatura ambiente e o restante teve seu teor de umidade mantido. A análise das modificações estruturais promovidas pelo tratamento citado foi feita utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV). A porometria das amostras, determinada via técnica de exclusão de solutos, foi realizada utilizando 1 g de massa seca de amostra e 20 g de soluções de sondas moleculares com concentração de 1,5% (m/m); após 24 h sob agitação manual ocasional a 25 °C a determinação da distribuição do volume e área superficial de poros foi realizada com base na redução da concentração inicial da solução. O valor de retenção de água das amostras foi calculado via centrifugação. As amostras foram submetidas à sacarificação com cargas enzimática e de surfactante de 10 FPU e 0,025 g de Tween 20 por grama de bagaço, respectivamente. A reação ocorreu a 45 °C sob agitação de 150 rpm e a conversão de celulose foi medida após 2, 8, 24 e 72 h. As amostras deslignificadas por 1, 2, 3 e 4 horas apresentaram 14,2; 9,2; 8,0 e 5,9% de lignina, respectivamente, enquanto que a amostra in natura foi composta por 20,7%. Por meio das análises feitas por MEV, pôde-se observar que a remoção de lignina acarretou em uma descompactação estrutural dos feixes vasculares. As amostras com maiores teores de lignina apresentaram menores volumes e áreas superficiais de poros e piores conversões enzimáticas de celulose. Para a amostra in natura o volume total de poros foi de 0,89 mL/g de bagaço enquanto que para as amostras deslignificadas por 1, 2, 3 e 4 horas este volume foi de 1,19, 1,77, 1,92 e 2,21 mL/g de bagaço, respectivamente. A secagem reduziu o volume total de poros das amostras deslignificadas por 2, 3 e 4 horas para 1,47, 1,55 e 1,98 mL/g de bagaço respectivamente. Os valores de retenção de água foram similares aos valores de volume total de poros obtidos via técnica de exclusão de solutos. Enquanto cerca de apenas 20% da celulose da amostra in natura foi convertida após 72 h de sacarificação, a amostra com o menor teor de lignina apresentou conversão próxima a 100%. A secagem das amostras deslignificadas não alterou as taxas nem os rendimentos de sacarificação. Pode-se concluir então que o teor de lignina desempenha um papel importante na limitação da sacarificação enzimática da celulose, e que sua remoção implica num aumento do volume de poros do material. / Lignocellulosic materials present characteristics that limit the enzymatic saccharification of cellulose. Among these features, the porosity, usually measured by the solute exclusion technique, can be classified as one of the most important. Drying of the material can also increase its recalcitrance by the hornification phenomenon. In this context, this study aimed to evaluate the influences of lignin content and drying in the porosity and enzymatic saccharification of the sugar cane bagasse. From an in natura sample, other four samples with decreasing lignin contents were generated using the method of delignification by acid chlorite. A fraction of these samples was air dried at room temperature and the remainder one was kept wet. The analysis of the structural changes promoted by the aforementioned treatment was performed using scanning electron microscopy (SEM). The samples porometry, carried out using the solute exclusion technique, was performed using 1 g of sample (dry weight) and 20 g of solutions of molecular probes with concentration of 1.5% (w/w); after 24 h under occasional manual agitation at 25 °C, determination of the volume and surface area distribution of pores was carried out based on the reduction of the initial concentration of the solution. The water retention value of the samples was calculated by centrifugation. The samples were subjected to enzymatic saccharification with enzyme and surfactant loads of 10 FPU and 0.025 g of Tween 20 per gram of bagasse, respectively. The reaction was carried at 45 °C under agitation of 150 rpm and the cellulose conversion was measured after 2, 8, 24 and 72 h. Sample delignified by 1, 2, 3 and 4 hours showed 14.2, 9.2, 8.0 and 5.9% of lignin content, respectively, while the in natura sample was composed of 20.7%. Through SEM analysis, it was observed that the lignin removal resulted in a material with the vascular bundles structurally less compact and ordered. The samples with higher contents of lignin had lower volumes and surface areas of pores and worse enzymatic cellulose conversions. For the in natura sample the total pore volume was 0.89 mL/g of bagasse while for the samples delignified by 1, 2, 3 and 4 hours this volume was 1.19, 1.77, 1.92 and 2.21 mL/g of bagasse, respectively. Drying reduced the total pore volume of samples delignified by 2, 3 and 4 hours to 1.47, 1.55 and 1.98 mL/g of bagasse, respectively. The water retention values were similar to the total pore volume obtained by the solute exclusion technique. While only about 20% of the cellulose in the in natura sample was converted after 72 h of saccharification, the sample with the lowest lignin content showed a conversion close to 100%. Drying of the delignified samples did not change rates and yields of saccharification. It can be concluded then that the lignin content plays an important role on limiting the enzymatic saccharification of cellulose, and that its removal implies in increase in the pore volume of the material.

O agroresíduo mais importante gerado no Brasil é o bagaço da cana de açúcar e seu excedente pode ser utilizado para a produção de etanol celulósico. O objetivo desse trabalho foi bioprospectar e identificar genes que codificam para enzimas lignocelulósicas. Para tanto, aproximadamente 42 linhagens de actinomicetos endofíticos e de solo, passaram por dois tipos de triagem (meio sólido e molecular). Como resultado, a maioria das linhagens apresentou bom desempenho em teste em meio sólido. Nenhuma linhagem foi capaz de hidrolisar igualmente todos os substratos testados. Na triagem molecular, os resultados indicam que os genes para as enzimas estão presentes. Como conclusão pode-se considerar que os actinomicetos são potencialmente bons produtores de enzimas lignocelulolíticas, O material biológico é relativamente pouco estudado e não foram encontrados dados na literatura sobre o tema, mas são interessantes para estudos de obtenção de bioetanol e outros segmentos biotecnológicos. / The most important agro waste generated from Brazil\'s sugarcane bagasse and its surplus can be used to produce cellulose ethanol. The aim of this study was bioprospected and identify genes encoding for lignocellulosic enzymes. Therefore, a batch of about 42 strains of endophytic actinomycetes and soil, passed through two types of screening (soild medium and molecular). The results demonstrated that the majority of the analysed strains presented good results when tested on solid medium. The strains presented better results for a restricted number of substrates, but no strain was able to hydrolyse all substrates. With regards to the results of molecular screening, strains had amplicons, indicating that the genes for the enzymes are present. As a conclusion, it can be considered that the actinomycetes are potentially good producers of lignocellulolytic enzymes. The biological material is relatively poor studied and no literature data e regarding the subject were found, but they can be considered appealing to be studied in order to obtain bioethanol and other biotech segments.

Atualmente, o aumento da preocupação com a sustentabilidade ambiental, alinhado às perspectivas de esgotamento das reservas de petróleo, tem direcionado às buscas por fontes renováveis de energia. O emprego de resíduos agroindustriais, principalmente de usinas sucroalcooleiras destaca-se como sendo uma alternativa para a produção de etanol de segunda geração. Dentre as metodologias aplicadas para disponibilização dos açúcares fermentescíveis está a hidrólise enzimática. Ainda, para facilitar esta etapa e torná-la mais acessível, submete-se, previamente, o material lignocelulósico a um pré-tratamento, com o objetivo de contribuir com a susceptibilidade da celulose a ataques enzimáticos. No entanto, devido à complexidade das estruturas lignocelulósicas, os processos de hidrólise e pré-tratamento precisam se tornar mais eficientes e economicamente viáveis. Desta forma, o objetivo desse trabalho foi avaliar e caracterizar os pré-tratamentos hidrotérmico e organossolve (etanol 50%), isoladamente, e estes combinados em diferentes condições, assim como a influência destes procedimentos na estrutura e composição da biomassa, bem como na hidrólise enzimática. Os resultados demonstraram que os pré-tratamentos hidrotérmicos a 160 ºC nas condições analisadas foram pouco efetivos na melhora do acesso enzimático durante a etapa de hidrólise, pois atuaram de maneira branda na parede celular, pouco solubilizando a hemicelulose e lignina, conforme as análises físicas comprovaram. Os tratamentos combinados hidrotérmico 30 min e 60 min a 160 ºC seguidos pelo organossolve por 150 min apresentaram semelhança morfológica e alta solublização da lignina e hemicelulose, justificando os valores de hidrólise. Nossos resultados abrem perspectivas de novos estudos que visam a otimização dos pré-tratamentos hidrotérmicos e organossolve, além da compreensão das alterações composicionais e morfológicas que levam à melhoria da hidrólise enzimática na biomassa lignocelulósica. / The concerns with environmental sustainability and perspectives of petroleum reserves depletion motivated exploration of new and sustainable energy sources. In this context, renewable energies start to receive significant attention in the world´s energy matrix, with biofuels playing a special role. The use of agro-industrial residues, mainly from the sugarcane industry, stands out as a viable alternative for the production of second-generation ethanol. The enzymatic hydrolysis of the biomass has a number of advantages for polysaccharides depolimerization, such as high substrate specificity, low environmental impact and lack of corrosion issues. To further facilitate this procedure and to make biomass more accessible, the lignocellulosic material has to be previously submitted to a pretreatment in order to increase the cellulose accessibility and susceptibility to the enzymatic action. This process aims at the disorganization of the chemical structure of the lignocellulosic matter, facilitating the further steps of hydrolysis and fermentation. Due to the complexity of the lignocelluloses structures, their pretreatment and hydrolysis processes have to become more efficient and economically viable to be efficiently applied at an industrial scale. Therefore, the objective of this work is to evaluate the hydrothermal and organosolv (50% ethanol) pretreatments, separately and combined in different conditions, and the influence of these procedures on the structure and composition of the biomass and on the efficiency of enzymatic hydrolyses. Our results demonstrated that the hydrothermal pretreatments at 160ºC within the analyzed reaction conditions had minor effects on improving the enzymatic efficiency, being not harsh enough to introduce significant modifications of the cell wall composition and structure, as demonstrated by our physical and chemical analyses. The combined hydrothermal treatments lasting 30 min and 60 min at 160ºC followed by the organosolv step for 150 min resulted in significant morphological changes and high lignin and hemicelluloses solubilization, resulting in an efficient enzymatic hydrolysis. Our results open perspectives of further studies aimed at optimization of hydrothermal and organosolv pretreatments and comprehension of compositional and morphological changes which lead to improved enzymatic hydrolysis of the lignocelulosic biomass.

Este estudo trata das proteínas relacionadas ao desenvolvimento e à formação da parede celular vegetal de cana-de-açúcar, com o objetivo de auxiliar no desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de etanol celulósico a partir do bagaço de cana. Com isso, as proteínas de parede celular de entrenós e folhas de plantas com 4 meses de idade em dois estádios de desenvolvimento, juvenil e maduro, foram identificadas. Para extração foi utilizado o método não destrutivo por infiltração a vácuo utilizando dois sais, 0,2 M de CaCl2 e 2 M de LiCl seguido de centrifugação. As amostras complexas foram digeridas, fracionadas, sequenciadas por LC-MSE . Os peptídeos foram processados utilizando o ProteinLynx 2.5 e comparados com a base de dados de ESTs traduzidos de cana e sorgo. A anotação das proteínas foi realizada com base no programa PFAM e dividas em classes funcionais. Apenas as proteínas que apareceram em pelo menos duas das três repetições biológicas foram utilizadas na análise principal. Para prever a localização subcelular das proteínas selecionadas utilizaram-se os softwares: SignalP, TargetP, Predotar e TMHMM. Apenas aquelas proteínas que foram preditas para serem secretadas por dois ou mais programas foram consideradas como proteínas de parede celular (PPC). Ao todo, 543 proteínas foram consideradas como PPC: 205 em entrenós jovens, 143 em entrenós maduros, 124 em folhas jovens e 71 em folhas maduras. Dentre essas proteínas, 365 foram consideradas diferentes, e caracterizadas em dez classes funcionais. A análise estatística compreendeu a análise de PCA e PLS-DA, havendo diferença estatística entre os tratamentos analisados. Neste trabalho, foram encontradas 66 glicosil-hidrolases e 39 peroxidases, sendo 14 e 11 exclusivas de tecidos juvenis, respectivamente. Essas proteínas são conhecidas por terem funções relacionadas à quebra e ao remodelamento dos polissacarídeos da parede celular vegetal, e, portanto, foram indicadas neste estudo como alvo de pesquisas futuras que utilizem as próprias enzimas da planta para otimização da produção do etanol celulósico.Individualmente, este estudo foi o que mais identificou PPCs dentre a literatura existente, além de ter sido pioneiro na utilização da análise quantitativa para PPC. / This study provides information about the proteins of the cell wall of sugarcane at diferente stages of development and formation. The aim of this study is to assist in the development of new technologies for the production of cellulosic ethanol from sugarcane bagasse. Cell wall proteins from 4-month-old internodes and leaves of sugarcane in two developmental stages, juvenile and mature, have been identified. Protein extraction was performed with a non-destructive method by using vacuum infiltration with two salts, 0.2 M CaCl2 and 2 M LiCl, followed by centrifugation. Complex samples were digested, fractionated and sequenced by LC-MSE. Peptides were processed by ProteinLynx 2.5 and compared to the translated sugarcane and sorghum ESTs database. The annotation of the proteins was performed using PFAM and the functional classification was according the one used in other related studies. Only the proteins that appeared in at least two of the three biological replicates were used in the main analysis. In order to predict the subcellular localization of these proteins, SignalP, TargetP, TMHMM and Predotar softwares were used. Only those proteins that were predicted to be secreted by two or more programs were considered as cell wall proteins (PPS). Altogether, 543 proteins were classified as PPC: 205 inimmature internodes, 143 in mature internodes, 124 in young leaves and 71 in matured leaves. Among these proteins, 365 were considered different, and divided into ten functional classes. Statistical analysis was made with PCA and PLSDA, confirming that there were statistical differences among the treatments. In this work, 66 glycoside hydrolases and 39 peroxidases c identified, being 14 and 11 unique to young tissues, respectively. These proteins have their function related to plant cell wall polysaccharides breakdown and remodeling, and, therewith, the glycoside hydrolases and peroxidases found in this study were indicated to be the target of future research using the plant\'s own enzymes to optimize the cellulosic ethanol production. Individually, this study was the one that most identified PPC among the existing literature, and is a pioneer in the use of quantitative analysis for PPCs.

A queima de biomassa produz gases tóxicos e partículas suspensas que contribuem para a poluição atmosférica. Este estudo avaliou os efeitos da colheita de cana-de-açúcar queimada sobre o transporte mucociliar (TMC) nasal, as propriedades físicas do muco nasal e celularidade e concentrações de citocinas em lavado nasal (LN) de cortadores de cana-de-açúcar e residentes de região urbana próxima aos canaviais (Mendonça, São Paulo). Métodos: Avaliamos 154 jovens não tabagistas (idade entre 18 e 43 anos) sendo 73 residentes e 81 cortadores na: (a) Pré-safra: 4 meses sem exposição à queimada de biomassa (fevereiro e março), e na (b) Pós-safra: aproximadamente 7 a 8 meses de exposição (outubro e novembro). Avaliamos: o TMC nasal por meio do teste da sacarina (TTS), as propriedades físicas do muco por meio da transportabilidade por alto fluxo e ângulo de contato, a expressão de fator de necrose tumoral (TNF)-, interleucinas (IL)-4, IL-6, IL-8 e IL-10 em LN, celularidade total e diferencial em LNsinais vitais e ocorrência de eventos respiratórios. Resultados: Na Pré-safra, comparados com os residentes, cortadores apresentaram menor pressão arterial média (95,5±9,1 e 88,7±9,4 mmHg, respectivamente; p<0,001), frequência cardíaca (76±13 e 70±10 bpm, respectivamente; p<0,003), e células ciliadas (61±20 e 47±18%, respectivamente; p<0,001). Além de TTS mais prolongado (10,4±4,6 e 11,8±5,1, respectivamente; p=0,035), e maior porcentagem de macrófagos em LN (21±15 e 43±15%, respectivamente; p<0,001). Na Pós-safra, comparados com os residentes, os cortadores apresentaram menor pressão arterial média (96,5±9,1 e 92,8±9,6 mmHg, respectivamente; p=0,042), frequência cardíaca (76±14 e 63±11 bpm, respectivamente; p<0,001), IL-4 (0,4±0,5 e 0,3±0,6 pg/ml, respectivamente; p=0,001), células ciliadas (64±19 e 52±14%, respectivamente; p<0,001), células caliciformes em LN (13±14 e 4±5%, respectivamente; p<0,001), assim como maior número de células totais (24±29 e 32±30 104células/ml, respectivamente; p=0,040), neutrófilos (1±2 e 2±3%, respectivamente; p<0,001), eosinófilos (0±0 e 0±1%, respectivamente; p<0,001), macrófagos (21±16 e 40±13%, respectivamente; p<0,001) e IL-6 (2,8±3,4 e 4,0±3,7 pg/ml, respectivamente; p=0,026) em LN. Não houve diferenças significantes nas propriedades físicas do muco, na quantificação da secreção de IL-8 e TNF-, e na porcentagem de linfócitos em LN entre os dois grupos e ao longo do estudo. Conclusão: A queimada de cana-de-açúcar induz alterações na primeira barreira de defesa do sistema respiratório em residentes e em cortadores da área urbana próxima aos canaviais observada por aumento no CO exalado, aumento de celularidade total e redução da concentração de IL-10 em LN em residentes, e prolongamento do TTS acompanhado de aumento na expressão de IL-6 e células ciliadas em LN em cortadores / Biomass burning produces toxic gases and suspended particle that contribute for high levels of air pollution. We aimed to assess the effects of sugarcane harvesting on nasal mucociliary clearance (MCC), mucus physical properties, and celularity and cytokines concentrations in nasal lavage (NL) of sugarcane workers and residents that live near to sugarcane fields (Mendonça, São Paulo). Methods: We evaluated 154 young non-smoking subjects, aged between 18 to 42 years (residents, n=73 and sugarcane workers, n=81) at two time-points: (a) non-harvesting, 4-months of no exposure to biomass burning (in February and March), and (b) harvesting, after 7 to 8-months of exposure to biomass burning (in October and November). We evaluated: Nasal MCC was assessed by saccharine transit test (STT), mucus physical properties were evaluated by sneeze clearability and contact angle, expression of tumor necrosis factor-, interleukin (IL)-4, IL-6, IL-8 e IL-10 in NL and total and differential cells counts in NL, vital signs and respiratory events. Results: At Non-harvesting, compared with residents, sugarcane workers presented lower mean blood pressure (95.5±9.1 and 88.7±9.4 mmHg, respectively; p<0.001), heart rate (76±13 and 70±10 bpm, respectively; p<0.003), and ciliated cells (61±20 and 47±18%, respectively; p<0.001) and prolonged STT (10.4±4.6 and 11.8±5.1, respectively, p=0.035), and higher percentage of macrophages in NL (21±15 and 43±15%, respectively; p<0.001). At Harvesting, compared with residents, sugarcane workers presented lower mean blood pressure (96.5±9.1 and 92.8±9.6 mmHg, respectively; p=0.042), heart rate (76±14 and 63±11 bpm, respectively; p<0.001), IL-4 (0.4±0.5 and 0.3±0.6 pg/ml, respectively, p=0.001), ciliated cells (64±19 and 52±14%, respectively; p<0.001), goblet cells (13±14 and 4±5%, respectively; p<0.001), and higher number of total cells (24±29 and 32±30 104cells/ml, respectively; p=0.040), neutrophils (1±2 and 2±3%, respectively, p<0.001), eosinophils (0±0 and 0±1%, respectively, p<0.001), macrophages (21±16 and 40±13%, respectively, p<0.001) and IL-6 concentration in NL (2.8±3.4 and 4.0±3.7 pg/ml, respectively, p=0.026). There were no significant differences in mucus physical properties, concentration of IL-8 and TNF-, and percentage of lymphocytes in NL between the two groups and along the study. Conclusion: Sugarcane burning induces changes in the first defense barrier of the respiratory system in residents of the urban area near of the sugarcane fields and in sugarcane workers which were observed by increase in exhaled CO and total cell count, and a decrease in IL-10 concentrations in NL in residents, and prolonged STT accompanied by an increase in IL-6 concentration and percentage of ciliated cells in NL in sugarcane workers

No presente trabalho, AFLPs e marcadores baseados em retrotransposons foram utilizados para a construção de um mapa de ligação integrado em cana-de-açúcar. Dois retrotransposons encontrados no genoma da cana-de-açúcar, denominados SURE e Garapa, foram estudados. Os princípios da técnica NBS-profiling foram usados para gerar marcadores direcionados às sequências desses retrotransposons. Os marcadores foram analisados numa população F1 de cana-de-açúcar, composta por 188 indivíduos, oriunda do cruzamento entre os genitores IAC66-6 e TUC71-7. O mapa integrado foi construído usando-se o software OneMap, especialmente desenvolvido para mapear espécies não endogâmicas. Excelentes padrões de AFLP e de marcas direcionadas ao retrotransposon SURE foram obtidos; entretanto, para o Garapa, ainda são necessários ajustes na técnica. Um total de 600 marcadores de dose única foi obtido a partir de 22 combinações de enzimas de restrição/primers de AFLP e seis combinações otimizadas para amplificar marcas direcionadas ao retrotransposon SURE. Construiu-se um mapa com 107 grupos de ligação, com tamanho de 4.316,5 cM e densidade de 8,74 cM/marcador. O mapeamento dos marcadores derivados do retrotransposon SURE revelou que esse elemento não está uniformemente distribuído nos grupos de ligação e confirmou o seu baixo número de cópias no genoma da cana, conforme foi sugerido na literatura. / In the presenty study, AFLPs and retrotransposon-based markers were used for the construction of an integrated linkage map of sugarcane. Two retrotransposons described in the sugarcane genome, named SURE and Garapa were studied. The principles of NBS-profiling technique were used to generate markers based on these retrotransposon sequences. The markers were analyzed in a F1-population, composed of 188 individuals, derived from a single cross between the IAC66-6 and TUC71-7 parents. The integrated genetic map was constructed using the software OneMap, specially designed for mapping outcrossing species. Excellent gel profiles of AFLP and retrotransposon-derived markers were obtained; however, for the Garapa element, technical adjustments are still needed. A total of 600 single-dose markers were obtained from 22 AFLP restriction enzyme/primer combinations and six combinations optimized to amplify the SURE-based markers. A map with 107 linkage groups was constructed, spanning 4,316.5 cM, with a marker density of 8.74 cM. Mapping of SURE-based markers revealed that this element is not uniformly distributed across the linkage groups, and confirmed its low copy number in the sugarcane genome, as suggested in the literature.