A análise exploratória de dados e considerada como um método informal, apenas visual do comportamento dos dados, que abrange também a análise gráfica dos resíduos, auxiliando no reconhecimento de "outliers". O objetivo desse trabalho é de encontrar um método de classificação das variedades da cana-de-açúcar para sua liberação para o plantio. Tentando atingir o objetivo, utilizando-se da técnica da análise de variância, mais precisamente, do método das comparações múltiplas há necessidade de verificação das hipóteses para a validade da mesma. Apresentou-se a análise exploratória para a verificação das suposições de normalidade, não-aditividade e homogeneidade, que a análise de variância exige. Como foram violadas as suposições, tentou- se encontrar uma transformação que satisfizesse às condições exigidas. Utilizando-se da técnica de regressão linear simples, onde pelo coeficiente angular determinou-se a transformação, no caso (descrito na dissertação). Foram reaplicadas as técnicas da análise exploratória e as condições exigidas foram satisfeitas. Finalmente, utilizando o método das comparações múltiplas, classificaram-se as variedades em quatro classes de resistência. / The exploratory data analysis is considered to be an informal and only visual method of the data conduct that also encloses the graphic residual analysis, helping in distinguishing the outliers. The objective of this work is to find out a method of classifying the sugar cane varieties, in order to liberate to the plantation. Trying to achieve the objective, using the variance analysis technics, more accurately, the multiple comparison method, it is necessary to verify those hypothesis to consider them effective. The exploratory analysis was introduced to verify the normality, non-additivity, and homogeneity assumptions, which are demanded by the variance analysis. As the assumptions were violated, it was tried to find out a transformation which satisfy the demanded conditions. Using the simply linear regression, where by the angular coefficient the transformation was determined, as (see disertation). The exploratory analysis technics were reapplied and the demanded conditions were satisfied. Finally, using the multiple comparison method for the means, four classes of resistance were classified.

Comparou-se o desenvolvimento de insetos com diferentes características comportamentais, ou seja, canibal, Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797), semi- canibal, Heliothis virescens (Fabricius, 1781) e não canibal, Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) em diferentes recipientes, descartáveis ou não, selecionando-se os melhores, baseando-se em características biológicas de desenvolvimento e em consumo e utilização de alimento em duas temperaturas, associado ao custo e facilidade de aquisição dos recipientes no mercado brasileiro. O consumo e utilização de alimento foi variável, dependendo da espécie, da temperatura e da posição em que a dieta foi oferecida. Quando a dieta foi oferecida em recipientes mantidos na posição vertical, a maior eficiência de conversão do alimento ocorreu à 30°C para S. frugiperda (J. E. Smith, 1797), sendo tal eficiência semelhante à 25 e 30°C para H virescens e D. saccharalis. A forma como a dieta foi oferecida foi mais importante para S. frugiperda, em relação às outras espécies. A quantidade de alimento a ser colocada em um recipiente, determinada pelo consumo do alimento, pode não ser suficiente para o normal desenvolvimento da espécie, pois quando os insetos são criados isoladamente, a perda de água ao longo do tempo, afetou a mortalidade inicial, duração e viabilidade das fases imaturas e pesos de pupas. Assim, para S. frugiperda, deve ser colocado 60% a mais de dieta consumida por indivíduo, para normal desenvolvimento da fase imatura, quando o recipiente é mantido na posição vertical. A maior perda de água, ao longo do tempo, não foi suficiente para a escolha de um recipiente. A qualidade do recipiente, que permitiu a perfuração por lagartas, foi decisivo na escolha do recipiente de criação. O tubo de vidro de fundo chato foi o recipiente mais adequado para criação de S. frugiperda, H virescens e D. saccharalis, por permitir menor duração e maior viabilidade das fases imaturas e maior peso de pupas e impedir a perfuração pelas lagartas, além de diminuir, sensivelmente, o canibalismo. / Insects with different behavioral characteristics were compared, including cannibals - Spodoptera frugiperda (J.B. Smith, 1797), semi-cannibals - Heliothis virescens (Fabricius, 1781), and noncannibals - Diatraea saccharalis (Fabricius, 1784) - in different containers, either disposable or not, with the selection of the best ones based on biological development characteristics and on food consumption and use at two temperatures, associated with cost and availability of such containers in the Brazilian market. Both food intake and utilization and use varied in accordance with the species, the temperature, and the position in which the diet was offered. When the diet was set in upright containers, the highest efficiency of the food occurred at 30°C for S. frugiperda (IB. Smith, 1797), similarly to that at 25 - 30°C for H. virescens and D. saccharalis. The manner how the diet was offered was more important for S. frugiperda in relation to the other species. The amount of food to be placed in each container, determined by food consumption, may have been not enough for a normal development of a species for when insects are reared under isolation the 10ss of water along the time affected the initial mortality, the duration and viability of the immature phases, and weight of pupae. Thus, S. frugiperda requires extra 60% of a diet consumed per individual for a normal development of the immature phase when the container is upright. The highest 1oss of water throughout was not enough for a choice of a container. The container quality allowing perforation by worms was decisive in the choice of a rearing container. The flat-bottomed glass container was the most adequate container for S. frugiperda (fall armyworm), H. virescens (tobacco budworm), and D. saccharalis (sugarcane borer) rearing since it provide a lesser duration and higher viability of the immature phases and higher pupae weight and for preventing perforation by the worms, in addition to decreasing cannibalism significantly.

O trabalho teve como objetivo estudar a dinâmica do nitrogênio e do potássio em solo cultivado com cana-de-açúcar (Saccharum spp.), com ênfase à quantificação de N-NO-3 e K+ perdidos por drenagem abaixo de 100 cm de profundidade. Utilizou-se uréia enriquecida com 15 N como fonte de fertilizante nitrogenado e vinhaça ou cloreto de potássio como fontes de fertilizante potássico. Além da contabilização dos fertilizantes nitrogenado e potássico no solo e sua dinâmica, estudaram-se as variações existentes na dinâmica do N-NO-3 devido à presença de vinhaça. O experimento foi desenvolvido em área próxima ao Posto Agrometeorológico pertencente ao Departamento de Física e Meteorologia ESALQ/USP, município de Piracicaba, perfazendo uma área total de 1274 metros quadrados. Instalou-se uma cultura de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) variedade NA 56-79, estudados os períodos cana-planta e cana-soca. O delineamento experimental de um e outro estágio da cultura foi modificado, a fim de tornar mais abrangentes as informações propiciadas pelo experimento. Na primeira fase do experimento (cana-planta), selecionaram-se parcelas que receberam apenas vinhaça (200 m3 .ha-1 ), só água (200 m3.ha-1 ), e adubação 15N-P-K. Na segunda fase (cana-soca), onde havia sido colocado apenas vinhaça, adubou-se com 15N-P-K; onde havia sido colocado apenas água, fez-se adubação com 15N-P-K e vinhaça como fonte de potássio (200 m3 .ha-1 ), e onde fora adubado com 15N-P-K, adubou-se com N-P-K (sem 15N). Além disso, introduziram-se parcelas novas na fase cana-soca, que receberam adubação 15N-P-K. Foram instalados tensiômetros na linha central do experimento, ás profundidades de 15, 25, 50, 75, 100, 125 e 150 cm e, em cada sub-parcela, extratores de solução do solo, às profundidades de 25, 50, 75, 100 e 125 cm. A coleta de dados não foi realizada em intervalos reguIares devido a alta pluviosidade no início do experimento e ao acamamento total das plantas aos 254 D.A.P* em consequência de granizo. Tanto nas amostras de solo quanto nas amostras de solução do solo, não se encontrou quantidade mínima suficiente de nitrogênio para que fossem realizadas as análises isotópicas para 15N. Quando a análise pôde ser realizada, os resultados ficaram muito próximos da abundância natural. Nas amostras de solo dos diversos tratamentos, ocorreu maior concentração de potássio nas camadas superficiais, provavelmente devido à lavagem do nutriente nas folhas e calmos da cana-de-açúcar pela água da chuva e à menor mobilidade deste íon em relação ao NO-3. * D.A.P. = dias após plantio Durante todo o experimento, ocorreram muitas variações nos perfis de concentração de N-total no solo, nos diversos tratamentos. Pode ser interpretado como absorção de nitrogênio pela cultura e incorporação do nutriente proveniente das palhas de cana-de-açucar, que durante o experimento, cobriam o solo. Calculou-se o volume de água drenada abaixo de 100 cm de profundidade no solo em estudo e constatou-se que de 1618,4 mm de precipitaçao no período de março de 1983 a março de 1984, apenas 3,3 mm ultrapassaram este limite. Com relação ao íon potássio, no período de março de 1983 a março de 1984, sua lixiviação para baixo da profundidade de 100 cm, foi, em média de 170, 25, 18 e 12 g K/ha, respectivamente para os tratamentos 15N-P-K ( soca), 15N-P-K (planta) + N-P-K (soca), vinhaça (planta) + 15N-P-K (soca) e água (planta) + 15N-P-K Vinhaça (soca). Na mesma ordem, para a nitrato as perdas foram 556, 474. 242 e 154 g NO-3/há. Tanto para íons K+ como para íons NO-3 ocorreram maiores lixiviações nos tratamentos que não receberam vinhaça. / The objective os this work was to study nitrogen and potassium dynamics in a soil cropped to sugar cane (Saccharum spp.), with emphasis on their losses by deep drainage, as influenced by vinasse application. Enriched urea was used as nitrogen source and vinasse and potassium chloride as potassium sources. Two consecutive crops (plant cane and first ratoon) of sugar cane (Saccharum spp., var. NA 56-79) were grown on Terra Roxa Estruturada (Paleudalf) soil at experimental fields of the Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" University of são Paulo, Piracicaba (SP), Brazil. During the first phase of the experiment (plant cane) plots were selected and received at planting only vinasse (200 m3 .ha-1 ), only water (200 m3 .ha-1 ), 15N-P-K fertilization. During the first ratoon, the same plots received, respectively, 15N-P-K , 15N-P-K (vinasse) and N-P-K fertilizations. Besides new plots were introduced in the first ratoon phase in which the fertilization was of 15N-P-K . Tensiometers were installed at the depths of 15, 25, 50, 75, 100, 125 and 150 cm in the central line of the area (1274 m2) and in each plot soil solution extractors were installed at the depths of 25, 50, 75 and 125 cm. In most of the soil and soil solutions samples, 15N analyses was not possible because the amount of nitrogen was not sufficient. When the analysis could be made, results were very about the natural abundance. All treatments showed a higher potassium concentration at superficial layers, probably due to the low mobility of this ion in the soil and also a possible washing of it from leaves and stem of the sugar cane. The soil total N concentration profiles were very variable; this could be interpreted as N absorption by the crop and incorporation of the nutrient from straws of the sugar cane that, during the experiment, covered the soil surface. From the 1620 mm of rain during the period of March/1983 to March/1984 only 3.3 mm passed the soil depth of 100 cm. With respect to the ion potassium in the same period its lixiviation below the depth of 100 cm was, in average, of the order of 170, 20, 18 and 12 g of K/ha, respectively, for the treatments 15N-P-K (ratoon), 15N-P-K ( plant cane) + 15N-P-K (ratoon) , vinasse (plant cane) + 15N-P-K (ratoon) and water (plant cane ) + 15N-P-K vinasse (ratoon). In the same order, the losses of NO-3 were 556, 474, 242 and 154 g NO-3/ha. The lixiviation for both ions was always higher in the treatment that did not receive vinasse.

Orientador: Marcelo da Costa Ferreira / Banca: Otávio Jorge Grigoli Abi Saab / Banca: Pedro Luís da Costa Aguiar Alves / Resumo: A cana-de-açúcar é uma das culturas que possui expressiva representatividade para o Brasil em termos de produtividade. Mas existem limitações no seu desempenho, principalmente através da interferência imposta pelas plantas daninhas, podendo considerar perdas em até 85% quando não controladas de forma adequada. E o controle químico ainda é o mais utilizado devendo-se atentar aos conhecimentos e cuidados a serem tomados com a utilização dos herbicidas que serão aplicados como a dosagem, época de aplicação, estádio fenológico, condições fisiológicas e bioquímicas da cultura e das características das plantas daninhas. Nessa perspectiva, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia no controle de plantas daninhas em modalidades pré e pós-emergente com diferentes volumes de aplicação e concentrações de caldas, na cultura da cana-de-açúcar. Foram realizados dois experimentos em casa de vegetação. As plantas daninhas tomadas como alvos foram: IPOHF e PANMA na modalidade pré-emergente e ERICA e DIGIN pós-emergente, em vasos semeados com substrato. O produto utilizado foi o herbicida indaziflam e as aplicações foram realizadas através do delineamento experimental inteiramente ao acaso em esquema fatorial (4 x 2), quatro volumes (50, 75, 100 e 125 L/ha) e duas concentrações (150 e 200 mL/ha), além de uma testemunha sem aplicação, para as plantas pré-emergentes e quatro volumes (75, 100, 125 e 150 L/ha) com as mesmas concentrações do produto (150 e 200 mL/ha) e uma testemunha sem apl... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Sugarcane is one of the most important crops for Brazil in terms of productivity. However, there are limitations for this crop when it comes to field performance, mainly due to interference imposed by weeds, resulting in production losses up to 85% when weeds are not adequately controlled. The chemical control is still the most efficient, with the use of herbicides, and attention should be paid to the dosage, application time, plant phenological stage, physiological and biochemical conditions of the crop, as well as the characteristics of the weeds. In this perspective, the objective of this work was to evaluate the efficacy in weed control in pre and post emergent modalities with different application volumes and product concentrations in the sugarcane crop. Two experiments were carried out under greenhouse conditions. Chosen weeds for this study were: IPOHF and PANMA in the pre-emergent modality and ERICA and DIGIN for the post-emergence control. Seeds were sown in pots with substrate. The indaziflam herbicide was used and the treatments were carried out in a completely randomized design in a factorial scheme (4 x 2). Four volumes (50, 75, 100 and 125 L/ha), two concentrations (150 and 200 mL/ha) and a control treatment without any application were used for the pre-emergent control, and four volumes (75, 100, 125 and 150 L/ha) with the same concentrations of the product (150 and 200 mL/ha), plus another control treatment without any application were used for the post-emerge... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Carlos Eduardo Angeli Furlani / Coorientador: Rafael Henrique de Freitas Noronha / Banca: Marcelo Boamorte Ravelli / Banca: Cristiano Zerbato / Resumo: O processo de colheita mecanizada de mudas de cana-de-açúcar é decisivo na operação seguinte, a de plantio mecanizado da cultura, principalmente nos meses de outubro/novembro, nos quais há maior estresse hídrico e temperatura elevadas. Assim, a quantidade de palha retida no rebolo durante o processo de colheita mecanizada, pode reduzir a quantidade de gemas inviáveis por danos mecânicos e proteger as gemas das condições climáticas adversas. Objetivou-se, avaliar a qualidade de operação de plantio de cana-de-açúcar utilizando mudas com e sem palhada, com utilização de plantadoras e distribuidoras de cana-de-açúcar picada comparados ao plantio semi-mecanizado. O experimento foi conduzido na Fazenda Santa Clara, localizada no município de Pradópolis - SP, com cinco tratamentos sendo, plantadora mecanizada sem palha na muda, plantadora mecanizada com palha na muda, distribuidora mecanizada sem palha na muda, distribuidora mecanizada com palha na muda e plantio semi-mecanizado. A coleta de dados foi realizada em 50 pontos amostrais para cada tratamento, de acordo com as premissas do Controle Estatístico de Processo. A quantidade de gemas inviáveis e as falhas no estande reduziram com a presença de palha no rebolo. A presença de palha no rebolo possibilita o aumento do potencial da área plantada. Dessa forma, a presença de palha na muda melhorou a qualidade do plantio de cana de açúcar. / Abstract: The process of sugarcane seedlings mechanized harvesting is decisive in the next operation, which is the mechanized crop planting, mainly in the months of October/November, when the plants experience higher water stress and elevated temperatures. Thus, the amount of straw retained in the stalk during the mechanized harvesting process can reduce the number of non-viable buds due to mechanical damage and protect the buds from adverse climatic conditions. The objective of this study was to evaluate the quality of the sugarcane planting operation using seedlings with and without straw, employing planters and distributors of chopped sugarcane compared to semi-mechanized planting. The experiment was carried out at Santa Clara Farm, located in the city of Pradópolis, SP, Brazil, with five treatments, being: mechanized planter without straw in the seedling, mechanized planter with straw in the seedling, mechanized distributor without straw in the seedling, mechanized distributor with straw in the seedling and semi-mechanized planting. The data collection was performed in 50 sample points for each treatment, according to the premises of the Statistical Process Control. The amount of unviable gems and faults in the stand reduced with the presence of straw on the stalk. The presence of straw in the stalk makes it possible to increase the potential of the planted area. Thus, the presence of straw in the seedling improved the quality of sugarcane cropping. / Mestre

Orientador: Alan Rodrigo Panosso / Coorientador: Newton La Scala Junior / Banca: Eduardo Barretto de Figueiredo / Banca; Glauco de Souza Rolim / Resumo: A constante de decaimento (k) pode ser usada na tomada de decisão das atividades de manejo do solo e também é um indicativo que descreve a variabilidade da estabilidade do carbono no solo, sendo essa dependente das interações dos atributos físicos, químicos e biológicos. Sua mensuração é dada pela equação: k = Fm / Estc, em que: k = constante de decaimento (tempo-1); Fm = Emissão de carbono via CO2 (Mg ha-1 tempo-1); Estc = Estoque de carbono do solo (Mg ha-1). O objetivo do trabalho foi determinar a estrutura da variabilidade espacial das perdas de carbono do solo, expressa pelo fator k, e sua relação com os atributos do solo, em áreas de cana--de-açúcar, na região Centro-Sul do Brasil. Os experimentos foram conduzidos em áreas de plantio comercial de cana-de-açúcar, nos municípios de Motuca (MOT), Guariba (GUA) e Pradópolis (PAD), no Estado de São Paulo, e Aparecida do Tabuado (APT) no Mato Grosso do Sul. As determinações da Fm foram registradas nas áreas de estudo pelo sistema LI-COR (LI-8100). A abordagem multivariada indicou que os dois primeiros componentes principais (CP1 e CP2) explicaram 55% e 68% da variabilidade total contida no conjunto de dados. Os atributos físicos do solo apresentaram correlações significativas com CP1 e indicaram um contraste entre a porosidade livre de água e a umidade do solo. Em CP2, as correlações dos atributos químicos indicaram uma ação conjunta entre a capacidade de troca de cátions e o teor de fósforo disponível do solo. As análises de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The decay constant (k) can be used in the decision making of the soil management activities and it is an indicative that describe the variability of soil carbon stability, which depends on the interactions of physical, chemical and biological attributes. Their measurement is given by the equation: k = Fm / Estc, where: k = decay constant (time-1 ); Fm = carbon emission via CO2 determined in the study areas (Mg ha1 ); Estc = is the soil carbon stock (Mg ha-1 ). The objective of this work was to determine the structure of the spatial variability of the soil carbon losses, expressed by the factor k, and it is relationship with the soil attributes in sugarcane areas, in the central region of the Brazil. The experiments were carried out in areas of commercial sugarcane plantation, in the municipalities of Motuca (MOT), Guariba (GUA) and Pradopolis - SP (PAD), in the State of Sao Paulo and Aparecida do Tabuado (APT) in Mato Grosso do Sul. The Fm determinations were recorded in the study areas by the LI-COR system (LI-8100). The multivariate approach indicated that the first two main components (CP1 and CP2) explained around 55% to 68% of the total variability contained in the dataset in the areas studied. The soil physical attributes showed significant correlations with CP1 and indicated a contrast between water free porosity and soil moisture. In CP2, the chemical attributes correlations indicated a joint action between the cation exchange capacity and the available soil phosphoru... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

This thesis presents a more in-depth understanding of the interaction between the pathogenic fungus Sporisorium scitamineum and sugarcane, a disease known as \"cane smut\". The development of a long structure like a \"whip\" from the meristem of infected plants is the main characteristic of the disease, allowing the effective dispersion of teliospores in the field. Infected plants have a reduced sucrose content and juice quality, leading to considerable economic losses. In the first chapter, the gene expression profile of the pathogen during its development in planta - in the first moments of infection and after the emission of the whip - and in vitro was evaluated using the RNAseq technique. Were analyzed genes preferentially expressed in each condition, differentially expressed in comparison to its growth in vitro, and expressed only during interaction. The results allowed the identification of some potential pathogenicity mechanisms, active effectors and gene clusters expressed only during interaction. In the second chapter, the transient expression technique was used to determine the target cell compartment of some of the candidate effectors and to establish a viable protocol for the study of S. scitamineum proteins. The four putatively secreted genes most expressed during the initial moments of the interaction were fused to the gene encoding the fluorescent green protein (Citrine) and expressed in Nicotiana benthamiana. The results of confocal microscopy and westernblots indicated an accumulation of each candidate protein in the membrane, cytosol and/or nucleus, in addition to the occurrence of post-translational modifications. These data offer new study opportunities for the identification of plant proteins that interact with such effectors. In the third chapter, the transcriptional responses of sugarcane in the first moments of a compatible interaction and after the development of the whip were analyzed using again the data obtained from the dual RNAseq cane-smut. Among the main responses, was identified an increase in MADS-type transcription factors expression, indicating that the whip development may use a route similar to flowering, whose signaling seems to start as early as the colonization. In addition, whip development is accompanied by increased transcription of genes involved in energetic pathways, and hormones synthesis and signaling pathways. Genes encoding RGAs were differentially expressed and may be related to pathogen effector\'s recognition. In the fourth chapter, the metabolic profile of sugarcane was evaluated during disease progression, confirming that in the meristem of infected plants carbon allocation is channeled to energetic pathways, besides the regulation of several amino acids and changes in plant cell composition in response to whip development. Metabolomics approach also allowed the identification of a probable mycotoxin derived from S. scitamineum. The results obtained in this study contributed to increase the understanding of the interaction between S. scitamineum and sugarcane that is characterized by high complexity and specialization to the host, and can be used in a way to help the characterization of resistant varieties and contribute to the improvement of sugarcane with resistance to smut. / Esta tese apresenta uma compreensão mais aprofundada da interação entre o fungo patogênico Sporisorium scitamineum e a cana-de-açúcar, doença conhecida como \"carvão da cana\". O desenvolvimento de uma longa estrutura similar a um \"chicote\" a partir do meristema de plantas infectadas é a principal característica da doença, permitindo a efetiva dispersão dos teliósporos no campo. As plantas doentes apresentam um teor reduzido de sacarose e qualidade do sumo, levando a perdas econômicas consideráveis. No primeiro capítulo, o perfil de expressão gênica do patógeno durante o seu desenvolvimento in planta - nos primeiros momentos da infecção e após a emissão do chicote - e in vitro foi avaliado utilizando a técnica RNA-Seq. Foram analisados os genes preferencialmente expressos em cada condição, diferencialmente expressos em relação ao crescimento em meio de cultura, ou expressos apenas durante a interação. Os resultados permitiram a elaboração de hipóteses sobre os mecanismos de patogenicidade, sobre os genes candidatos a efetores ativos e a identificação de agrupamentos de genes expressos apenas durante a interação. No segundo capítulo, para determinar o compartimento celular alvo de alguns dos efetores candidatos e estabelecer um protocolo viável para o estudo de proteínas de S. scitamineum foi utilizada a técnica de expressão transiente. Os quatro genes mais expressos durante os momentos iniciais da interação que fazem parte do secretoma do fungo foram fusionados ao gene que codifica a proteína verde fluorescente (Citrina) e expressos em Nicotiana benthamiana. Os resultados de microscopia confocal e westernblots indicaram um acúmulo de cada uma das proteínas candidatas na membrana, citosol e/ou núcleo, além da ocorrência de modificações pós-traducionais. Esses dados oferecem novas oportunidades de estudo para a identificação de proteínas vegetais que interagem com tais efetores. No terceiro capítulo, as respostas transcricionais da cana-de-açúcar nos primeiros momentos de uma interação compatível e após o desenvolvimento do chicote foram analisadas utilizando novamente os dados obtidos a partir do dual RNAseq cana-carvão. Entre as principais respostas da cana destacou-se um aumento da expressão de genes que codificam fatores de transcrição do tipo MADS, indicando que o desenvolvimento do chicote pode usar uma rota semelhante à do florescimento, cuja sinalização parece iniciar logo nos primeiros momentos de colonização. Além disso, o desenvolvimento do chicote é acompanhado pelo aumento da transcrição de genes envolvidos em vias energéticas, e vias de síntese e sinalização hormonal. Genes que codificam para RGAs foram diferencialmente expressos e podem estar relacionados ao reconhecimento de efetores. No quarto capítulo, foi avaliado o perfil metabólico da cana-de-açúcar durante a progressão da doença, confirmando que no meristema de plantas infectadas ocorre um aumento da alocação de carbono em vias energéticas, além da regulação de vários aminoácidos e mudanças em relação à composição da parede celular em resposta ao desenvolvimento do chicote. A abordagem metabólica também permitiu a identificação de uma provável micotoxina derivada de S. scitamineum. Os resultados obtidos neste estudo contribuíram para aumentar a compreensão da interação entre S. scitamineum e a cana-de-açúcar que se caracteriza pela alta complexidade e especialização ao hospedeiro, e poderão ser utilizados de forma a auxiliar a caracterização de variedades resistentes e contribuir para o melhoramento da cana-de-açúcar com resistência ao carvão.

Orientador: Márcia Cristina Bisinoti / Coorientador: Odair Pastor Ferreira / Coorientador: Camila de Almeida Melo / Banca: Etelvino Henrique Novotny / Banca: Maurício Boscolo / Resumo: Durante o processo de obtenção de açúcar e álcool são geradas quantidades elevadas de resíduos, tais como bagaço de cana-de-açúcar e vinhaça. Neste trabalho foi produzido hidrochar, utilizando a mistura bagaço de cana-de-açúcar e vinhaça, que possa ser empregado como fornecedor de nutrientes ao solo. Para tal, o processo de carbonização hidrotérmica (CHT) dos resíduos foi conduzido na presença de aditivos ácidos (H2SO4, H3PO4, H3BO3), básicos (NaOH, KOH) e salinos (FeCl2, (NH4)2SO4), em três temperaturas e tempo de reação fixo. Nos hidrochars foram determinados o rendimento em massa, teor de umidade, cinzas, matéria orgânica, e foram feitas as caracterizações por espectroscopia no infravermelho (FTIR), análise elementar (CHNS), difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e quantificação de nutrientes (K, Ca, P, Mg, B, Zn, Cu, Mn, Fe). As águas de processo geradas na CHT, foram caracterizadas quanto ao pH, cor, turbidez, condutividade elétrica, concentração de carbono orgânico total (COT) e concentração de nutrientes. Os resultados indicaram que na presença dos aditivos, principalmente do H3PO4e (NH4)2SO4, o rendimento do hidrochar aumentou à medida que o teor de cinzas aumentou devido à precipitação de fosfatos e sulfatos conforme observado por DRX. A temperatura de carbonização hidrotérmica teve influência no grau de carbonização dos hidrochars, os quais apresentaram maior teor de carbono na maior temperatura. O aumento da temperatura proporcionou... / Abstract: During the process of obtaining sugar and alcohol, high amounts of residues are generated, such as sugarcane bagasse and vinasse. This work proposes to produce hydrochar, using the sugarcane bagasse and vinasse mixture, which can be used as a supplier of nutrients to the soil. The hydrothermal carbonization process (HTC) of the residues was conducted in the presence of acidic (H2SO4, H3PO4, H3BO3), basic (NaOH, KOH) and saline (FeCl2, (NH4)2SO4) additives, at three temperatures and fixed reaction time. On the hydrochars was determined the mass yield, moisture content, ash, organic matter, and characterizations were made by Infrared spectroscopy (FTIR), elemental analysis (CHNS), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) and quantification of nutrients (K, Ca, P, Mg, B, Zn, Cu, Mn, Fe). The process water generated in the HTC were characterized as pH, color, turbidity, electrical conductivity, concentration of total organic carbon (TOC) and nutrient concentration. The results indicated that in the presence of the additives, mainly H3PO4 and (NH4)2SO4, the yield of the hydrochar increased as the ash content increased due to the precipitation of phosphates and sulphates as observed by XRD. The temperature of hydrothermal carbonization influenced the degree of carbonization of the hydrochars, which they presented higher carbon content at the higher temperature. The increase in temperature caused higher immobilization of Ca, Mg, K, Mn, Zn, B, P and Fe in all ... / Mestre

A agroindústria da cana-de-açúcar no Brasil foi um dos setores que mais se desenvolveu nas últimas 4 décadas. Do caminho trilhado desde os canaviais até as bombas de combustível, cerca de 30% da massa de cana-de-açúcar utilizada para a produção de etanol é perdida na forma de palha e bagaço. O resíduo de natureza lignocelulósica, apresenta composição aproximada de 32-48% de celulose, 23-27% de hemicelulose e 19-32% de lignina. Em virtude da resistência física e mecânica oferecida por esse tipo de material, diversas metodologias como pré-tratamentos químicos ou enzimáticos têm sido propostos visando tornar mais acessível a fração polissacarídica do bagaço à quebra em açúcares fermentescíveis passíveis a conversão em etanol de segunda geração. Nesse contexto, o fungo Aspergillus fumigatus apesar de patogênico, apresenta enorme relevância no cenário da desconstrução de resíduos de origem lignocelulósica como o bagaço. Com a recém descoberta das chamadas mono-oxigenases líticas de polissacarídeos (LPMOs), metaloenzimas auxiliares à degradação de compostos lignocelulósicos que apresentam notoriedade por conta de seus mecanismos de ação oxidorredutivos, as mesmas já foram encontradas em diversos tipos de microorganismos, incluindo o próprio A. fumigatus. Nesse sentido, o projeto em questão realizou a clonagem e expressão heteróloga na cepa E. coli Rosetta(TM)(DE3)pLysS dos genes AFUA_1G12560 e AFUA_4G07850 responsáveis por codificar respectivamente as enzimas AfuLPMO9A e AfuLPMO9C de A. fumigatus Af293 identificadas em análises de secretoma e RNA-Seq previamente obtidos pelo nosso grupo de pesquisa. Através da análise desses dois genes, foi verificado que na presença de diferentes fontes de carbono, ambos foram induzidos, de modo que na presença de SEB, CMC e Avicel, o gene AFUA_4G07850 foi em até 3500X, 2000X e 1000X mais induzido, enquanto que o AFUA_1G12560 apresentou um aumento moderado de 16X, 13X e 7X, respectivamente. A avaliação da conformação tridimensional, bem como o alinhamento múltiplo com enzimas de maior grau de homologia revelaram algumas características estruturais importantes como a presença de núcleos ricos em estruturas ? em conformação de sanduíche e que importantes resíduos conservados como H20; H105; Y194 e H22; H107; Y196 encontravam-se coordenados ao centro metálico das enzimas AfuLPMO9A e AfuLPMO9C, respectivamente. Uma análise mais profunda baseada em DFT revelou que o sítio ativo de ambas assume uma geometria piramidal de base quadrada. Após purificação das LPMOs, ensaios de atividade revelaram que as enzimas AfuLPMO9A e AfuLPMO9C aumentaram respectivamente em até 1,26X e 1,20X a atividade do coquetel enzimático quando nas concentrações de 10 mg/g Avicel e presença de 0,02% NaN3. Análises mais profundas dessas enzimas auxiliares vão permitir uma maior compreensão sobre o papel desempenhado por elas na desconstrução do bagaço de cana-de-açúcar. / The sugarcane agroindustry in Brazil was one of the most developed sectors in the last 4 decades. In the path from cane fields to the gas stations, about 30% of the sugarcane mass used for ethanol production is lost in form of straw and bagasse. The lignocellulosic residue presents approximately 32-48% cellulose, 23-27% hemicellulose and 19-32% lignin. Due to the physical and mechanical resistance offered by this type of material, several methodologies such as chemical or enzymatic pre-treatments have been proposed to make the polysaccharide fraction of the bagasse accessible to the break in fermentable sugars that can be converted into second generation ethanol. In this context, the fungus Aspergillus fumigatus, despite being pathogenic, presents enormous relevance in the scenario of deconstruction of lignocellulosic residues such as bagasse. With the recently discovery of the so-called polysaccharide lytic monooxygenases (LPMOs), metalloenzymes that help the degradation of lignocellulosic compounds and are notorious for their oxidoreductive mechanisms of action, they have already been found in several types of microorganisms, including A. fumigatus. In this regard, this project performed the heterologous cloning and expression in E. coli Rosetta(TM)(DE3)pLysS of the AFUA_1G12560 and AFUA_4G07850 genes responsible for respectively encoding the A. fumigatus Af293 enzymes AfuLPMO9A and AfuLPMO9C identified in secretome and RNA-Seq results previously obtained by our research group. By analyzing these two genes, it was found that in the presence of different carbon sources, both were induced, so that in the presence of SEB, CMC and Avicel, the AFUA_4G07850 gene was up to 3500X, 2000X and 1000X more induced while AFUA_1G12560 presented a lower increase of 16X, 13X and 7X, respectively. The evaluation of the three-dimensional conformation as well as the multiple alignment with higher degree homology enzymes revealed some important structural features such as the presence of cores rich in ? structures in sandwich conformation and that important conserved residues as H20; H105; Y194 and H22; H107; Y196 were coordinated to the metal center of the enzymes AfuLPMO9A and AfuLPMO9C, respectively. Further analysis based on DFT revealed that the active site of both assumes a square-based pyramidal geometry. After purification of LPMOs, activity assays revealed that the enzymes AfuLPMO9A and AfuLPMO9C were able to increase cocktail activity up to approximately 1,26X and 1,20X at concentrations of 10 mg/g Avicel and presence of 0.02% NaN3. Further analysis of these auxiliary enzymes will allow a better understanding of their role in sugarcane bagasse deconstruction.

Por sua capacidade de produzir e secretar uma mistura de enzimas durante seu crescimento em material lignocelulósico os fungos filamentosos são reconhecidos como importantes organismos no processo de degradação de biomassa. Porém, o processo demonstra-se limitado, uma vez que o polímero de lignina dificulta o acesso das enzimas celulolíticas a estrutura da celulose. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi identificar fungos filamentosos capazes de produzir enzimas oxidorredutases e avaliar sua utilização em complemento a enzimas celulases de Trichoderma reesei no processo de sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar. Cepas de fungos foram avaliadas quanto a sua capacidade em degradar compostos modelo de lignina, permitindo a seleção e identificação do fungo Pestalotiopsis sp., um ascomiceto com grande importância em biotecnologia. O fungo foi avaliado quanto a sua capacidade de produzir enzimas oxidorredutases e celulases. Os resultados mostraram uma maior atividade da enzima lacase (7,18 U/mg ao 6° dia de cultivo) em relação as outras enzimas estudadas. Os sobrenadantes de T. reesei e Pestalotiopsis sp. foram concentrados 5x e utilizados no ensaio final de sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar. O coquetel enzimático produzido a partir da mistura do sobrenadante de T. reesei como o sobrenadante de Pestalotiopsis sp. produziu maior quantidade de açúcares redutores, gerando 15,52 g/L contra 12,29 g/L da amostra controle após 24 horas. Além disso, foi avaliada a atividade enzimática durante o processo de sacarificação. Constatou-se que no coquetel enzimático ocorre um aumento na atividade de celulases em relação ao controle durante as primeiras 6 horas de reação, podendo estar relacionado a despolimerização da lignina pelas enzimas oxidorredutases. Concluiu-se que para a produção de coquetéis enzimáticos mais eficientes para a degradação da biomassa vegetal, podem ser combinados diferentes grupos de enzimas provenientes de diferentes fungos. Assim, são necessários mais estudos acerca do papel de diferentes enzimas durante o processo e a identificação de novos microrganismos e seus perfis de secreção. / Due to its capacity to produce and secrete a mixture of enzymes during its growth in lignocellulosic material the filamentous fungi are recognized as important organisms in the process of degradation of biomass. However, the process is shown to be limited, since the lignin polymer hinders the access of cellulolytic enzymes to the cellulose structure. In this context, the objective of the present study was to identify filamentous fungi capable of producing oxidoreductase enzymes and to evaluate its use in complement to the enzymes cellulases of Trichoderma reesei in the saccharification process of sugarcane bagasse. Fungi strains were evaluated for their ability to degrade lignin model compounds, allowing the selection and identification of the fungus Pestalotiopsis sp., an ascomycete with great importance in biotechnology. The fungus was evaluated for its ability to produce oxidoreductase enzymes and cellulases. The results showed a higher activity of the enzyme laccase (7.18 U / mg) at the 6th day of culture in relation to the other enzymes studied. Supernatants of T. reesei and Pestalotiopsis sp., were concentrated 5x and used in the final saccharification test of sugarcane bagasse. The enzymatic cocktail produced from the mixture of T. reesei and Pestalotiopsis sp. supernatants produced a higher amount of reducing sugars, generating 15.52 g / L against 12.29 g / L of the control sample after 24 hours. In addition, the enzymatic activity during the saccharification process was evaluated. It was observed that in the enzymatic cocktail there is an increase in cellulase activity in relation to the control during the first 6 hours of reaction, and may be related to depolymerization of lignin by oxidoreductases enzymes. It was concluded that for the production of more efficient enzymatic cocktails for the degradation of the vegetal biomass, different groups of enzymes from different fungi can be combined. Thus, further studies are needed on the role of different enzymes during the process and the identification of new microorganisms and their secretion profiles.