Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-04-24T12:56:09Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 470215 bytes, checksum: 438e4bc46be6403987d8bb5504b17040 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T12:56:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 470215 bytes, checksum: 438e4bc46be6403987d8bb5504b17040 (MD5) Previous issue date: 2003-03-07 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A mancha de olho pardo do cafeeiro, cujo agente etiológico é Cercospora coffeicola, é uma das mais antigas e importantes doenças da América Latina. Como a disponibilidade de conídios do patógeno é requerimento básico para vários estudos, é necessário que o fungo esporule abundantemente in vitro. As informações sobre a capacidade de esporulação de Cercospora spp., especificamente C. coffeicola, em meio de cultura, são escassas e contraditórias. Neste trabalho estudaram-se os efeitos de regimes de luz, meios de cultura, pH do meio de cultura e adição de vitaminas na esporulação de C. coffeicola, bem como compararam-se isolados do patógeno quanto à capacidade de esporulação. Adicionalmente, estudou-se a germinação dos conídios do fungo produzidos sob as condições mais propícias à esporulação. Compararam-se cinco meios de cultura, sob três regimes de luz. Os meios V8 (3,55 x 10 3 conídios/cm 2 ) e extrato de pó de café (EPC)+V8 (4,53 x 10 2 conídios/cm 2 ) sob o regime de luz contínua propiciaram melhor esporulação. Os isolados CC-01(4,20 x 10 4 conídios/cm 2 ) e RAP-02 (2,45 x 10 5 conídios/cm 2 ), nos meios V8 e EPC+V8 sob luz contínua, foram os que apresentaram maior capacidade de esporulação. A faixa de pH entre 4,0 e 6,0 não afetou a esporulação dos isolados CC-01 (9,70 x 10 4 conídios/cm 2 ) e RAP-02 (4,56 x 10 4 conídios/cm 2 ), cultivados nos meios V8 e EPC+V8 sob luz contínua. A adição de biotina (50 μg/L), tiamina (100 μg/L) ou Panvit ® (uma drágea/L) aos meios V8 e EPC+V8, não influenciou na esporulação dos isolados CC-01 e RAP-02. A germinação dos conídios em ágar-água 2% foi alta (média geral 97%), independente do isolado (CC-01 ou RAP-02), meio de cultura (V8 ou EPC+V8) ou da fonte de vitamina (tiamina ou Panvit ® ) adicionada ao meio. / Brown eye spot, caused by Cercospora coffeicola, it is one of the oldest and most important diseases of coffee plants in Latin America. As the availability of pathogen spores is a requirement to many basic studies, it is necessary to have abundant sporulation of the pathogen in vitro. Information about the sporulation of Cercospora spp., specifically C. coffeicola, in culture media is scarce and contradictory. Therefore this work aimed to study the effect of light regimes, culture media, pH of culture media, and addition of vitamins on sporulation of C. coffeicola. Additionally, sporulation of pathogen isolates was compared and spore germination of the pathogen produced under the most favorable sporulation conditions was studied. Five culture media and three light exposure regimes were compared. V8 (3.55 x 10 3 spores/cm 2 ) and extract of ground coffee (EPC)+V8 (4.53 x 10 2 spores/cm 2 ) media were the most efficient in inducing sporulation, under continuous light. In the two best media, under continuous light, five pathogen isolates were compared. The isolates CC-01 (4.20 x 10 4 spores/cm 2 ) and RAP-02 (2.45 x 10 5 spores/cm 2 ) produced highest number of conidia. In the V8 and EPC+V8 media isolates CC-01 (9.70 x 10 4 spores/cm 2 ) and RAP-02 (4.56 x 10 4 spores/cm 2 ) sporulated well, with no statistical difference, on the medium pH ranging from 4.0 to 6.0. The addition of the vitamins biotin (50 μg/L), thiamin (100 μg/L), or Panvit ® (a capsule/L) to the V8 and EPC+V8 media had no effect on sporulation of CC-01 (1.28 x 10 5 spores/cm 2 ) and RAP-02 (8.41 x 10 3 spores/cm 2 ) isolates. Conidia germination rates high (average 97%), regardless isolate (CC- 01 or RAP-02), culture medium (V8 or EPC+V8), or vitamin source (thiamin or Panvit ® ) added to the medium. / Dissertação importada do Alexandria

Senna obtusifolia é uma planta daninha da família Leguminosae outrora conhecida como Cassia obtusifolia. Esta espécie, conhecida popularmente por fedegoso, pode ser encontrada nos EUA e nas regiões tropicais da América, Ásia e África. Embora seja muito comum em áreas agrícolas brasileiras, é altamente problemática apenas à cultura da soja na região Centro-oeste. O fungo Alternaria cassiae foi descoberto em 1960, mas apenas em 1981 foi demonstrado seu potencial como agente de controle biológico de plantas de Senna obtusifolia. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método de baixo custo para esporulação massal de Alternaria cassiae e estudar o efeito de períodos de molhamento foliar e de diferentes temperaturas na infecção e colonização de Senna obtusifolia por Alternaria cassiae. A técnica de esporulação em meio sólido é baseada na raspagem do micélio aéreo e exposição do fungo a regimes de 12 horas de luz por 24 horas de escuro. O meio V8 sólido foi o melhor meio para esporulação do fungo seguido pelo meio de suco de tomate. Em meio líquido, a esporulação é induzida após trituração do micélio em liqüidificador seguido da secagem em placas forradas com papel de filtro as quais são submetidas a 12 horas de luz por 24 horas de escuro. O meio de suco de tomate foi o melhor meio para esporulação do fungo em meio líquido. Plantas de fedegoso foram inoculadas com Alternaria cassiae e submetidas a diferentes períodos de molhamento foliar (4, 6, 8, 12, 24 e 48h) sob temperatura constante de 25°C. A incidência da doença (número de folíolos mortos) foi maior em plantas submetidas a períodos prolongados de molhamento foliar aplicados imediatamente após a inoculação (24 e 48h). Plantas não submetidas a molhamento foliar após a inoculação não apresentaram sintomas. O acúmulo final de matéria seca das plantas diminuiu conforme aumentou o período de molhamento foliar. O efeito conjunto da temperatura e do período de molhamento foliar foi avaliado mediante inoculação de plantas de fedegoso com Alternaria cassiae e incubação em cinco temperaturas (17, 20, 23, 26 e 30°C) e três períodos de molhamento foliar (8, 12 e 16h). Sob temperaturas mais baixas (17, 20 e 23°C), a incidência da doença (mortalidade relativa) foi mais alta com períodos de molhamento foliar de 8 e 12 horas quando comparada com temperaturas mais altas (26 e 30°C). Plantas submetidas a período de molhamento foliar de 16 horas não apresentaram diferenças quanto à temperatura de incubação, com exceção da temperatura de 30°C. O acúmulo final de matéria seca também apresenta a mesma tendência, ocorrendo portanto um maior acúmulo em temperaturas mais altas / not available

Para as bactérias, ass1m como a ma1ona dos organismos v1vos, o ferro é um elemento essencial em muitos processos celulares. Embora o ferro seja abundante na crosta terrestre, ele não está prontamente disponível para os organismos. Para garantir a demanda e evitar a toxidez, os organismos desenvolveram vários mecanismos fisiológicos para lidar com mudanças na disponibilidade de ferro. Essa regulação fisiológica refinada é alcançada, principalmente, por mudanças na expressão de genes relacionados ao transporte e metabolismo do ferro. Apesar da sua importância, o metabolismo do ferro ainda é pouco compreendido em bactérias, especialmente em bactérias Gram-positivas. O gênero Paenibacillus contém mais de 30 espécies anaeróbicas facultativas, formadoras de endósporos, neutrofílicas, periflageladas heterotróficas, com baixo teor de C+G e Gram-positivas. A linhagem SBR5 de P. riograndensis foi isolada da rizosfera de Triticum aestivum (trigo), cultivado no Rio Grande do Sul, Brasil. Fixa nitrogênio e produz ácido-3- indol-acético, duas características importantes para bactérias promotoras do crescimento vegetal. Neste trabalho, culturas de P. riograndensis foram submetidas a condições de suficiência e deficiência de ferro. Surpreendentemente, P. riograndensis mostrou-se muito resistente à deficiência de ferro. O sequenciamento de RNA (RNA-seq) foi a metodologia utilizada para elucidar os mecanismos globais envolvidos na resistência de SBR5 à deficiência de ferro. Por esse método observou-se que a deficiência de ferro causou diversas mudanças na expressão gênica. Dos 150 genes diferencialmente expressos, 71tiveram a sua expressão induzida e 79 foram reprimidos. Oito genes cuja expressão foi pelo menos duas vezes maior ou menor na condição limitante, quando comparada à suficiência de ferro, foram escolhidos para análise por RT-qPCR, para validar os dados obtidos com RNA-seq. Em geral, a maioria dos genes apresentou o mesmo padrão de expressão após 24 h. Os resultados sugerem que, durante a deficiência de ferro, as bactérias expressam vários genes relacionados à absorção de nutrientes, a fim de obter todas as moléculas necessárias para manter os principais processos celulares. Porém, quando o ferro se torna altamente limitante e não existem mais condições adequadas para o crescimento exponencial, a bactéria começa a expressar, de forma antecipada, genes relacionados à formação de esporos, a fim de resistir a essa adversidade. Outro resultado importante foi que a metodologia escolhida se mostrou adequada para a descoberta de novos genes e a técnica de RT-qPCR foi eficiente na validação dos dados obtidos por RNA-seq e pode ser utilizada como alternativa para organismos em que não existem microarranjos disponíveis. / For bacteria, as most living organisms, iron is an essential micronutrient to many cellular processes. Although iron is abundant in crustal, it is not readily bioavailable for organisms. To ensure demand and avoid toxicity, organisms have developed several physiological mechanisms to address changes in iron availability. This tight physiological regulation is achieved mainly through the differential expression of genes related to iron uptake and metabolism. Despite its importance, iron metabolism is still poorly understood in microorganisms, especially in Gram-positive bacteria. The genus Paenibacillus contains more than 30 species of facultative anaerobic, endospore-forming, neutrophilic, periflagellated heterotrophic, and low C+G Gram-positive bacilli. The Paenibacillus riograndensis SBR5 strain was isolated from Triticum aestivum (wheat) rhizospheres in Rio Grande do Sul, Brazil. lt fixes nitrogen and produces indol-3-acetic-acid, two important plant growth promoting factors. In this work we submitted P. riograndensis cultures to iron sufficiency and deficiency conditions. Surprisingly, P. riograndensis was very resistant to iron starvation. RNA-sequencing (RNA-seq) was the technology used to elucidate the global mechanisms involved in SBR5 iron-starvation resistance. Through this methodology we observed that iron deficiency caused several changes in gene expression. From 150 differentially expressed genes, 71 were up- and 79 were down-regulated. Eight genes for which expression was at least twice as high (induced) or twice as low (repressed) in the iron-limited conditions compared with iron-sufficient conditions were chosen for RT-qPCR analysis to validate the RNA-seq data. In general, most genes exhibited the same pattern of expression after 24 h. Our results suggest that during iron deficiency, the bacteria express several genes related to nutrient uptake to obtain ali of the molecules necessary to maintain major cellular processes. However, once iron becomes highly limiting and is no longer able to sustain exponential growth, the bacteria start to express genes related to the sporulation process in the anticipation of spore formation as a way to resist this stress. Another important result was that RNA-seq methodology was suitable to the discovery of new genes and RT-qPCR is a good technique to validate RNA-seq data, especially for organisms for which microarrays are not available.

Para as bactérias, ass1m como a ma1ona dos organismos v1vos, o ferro é um elemento essencial em muitos processos celulares. Embora o ferro seja abundante na crosta terrestre, ele não está prontamente disponível para os organismos. Para garantir a demanda e evitar a toxidez, os organismos desenvolveram vários mecanismos fisiológicos para lidar com mudanças na disponibilidade de ferro. Essa regulação fisiológica refinada é alcançada, principalmente, por mudanças na expressão de genes relacionados ao transporte e metabolismo do ferro. Apesar da sua importância, o metabolismo do ferro ainda é pouco compreendido em bactérias, especialmente em bactérias Gram-positivas. O gênero Paenibacillus contém mais de 30 espécies anaeróbicas facultativas, formadoras de endósporos, neutrofílicas, periflageladas heterotróficas, com baixo teor de C+G e Gram-positivas. A linhagem SBR5 de P. riograndensis foi isolada da rizosfera de Triticum aestivum (trigo), cultivado no Rio Grande do Sul, Brasil. Fixa nitrogênio e produz ácido-3- indol-acético, duas características importantes para bactérias promotoras do crescimento vegetal. Neste trabalho, culturas de P. riograndensis foram submetidas a condições de suficiência e deficiência de ferro. Surpreendentemente, P. riograndensis mostrou-se muito resistente à deficiência de ferro. O sequenciamento de RNA (RNA-seq) foi a metodologia utilizada para elucidar os mecanismos globais envolvidos na resistência de SBR5 à deficiência de ferro. Por esse método observou-se que a deficiência de ferro causou diversas mudanças na expressão gênica. Dos 150 genes diferencialmente expressos, 71tiveram a sua expressão induzida e 79 foram reprimidos. Oito genes cuja expressão foi pelo menos duas vezes maior ou menor na condição limitante, quando comparada à suficiência de ferro, foram escolhidos para análise por RT-qPCR, para validar os dados obtidos com RNA-seq. Em geral, a maioria dos genes apresentou o mesmo padrão de expressão após 24 h. Os resultados sugerem que, durante a deficiência de ferro, as bactérias expressam vários genes relacionados à absorção de nutrientes, a fim de obter todas as moléculas necessárias para manter os principais processos celulares. Porém, quando o ferro se torna altamente limitante e não existem mais condições adequadas para o crescimento exponencial, a bactéria começa a expressar, de forma antecipada, genes relacionados à formação de esporos, a fim de resistir a essa adversidade. Outro resultado importante foi que a metodologia escolhida se mostrou adequada para a descoberta de novos genes e a técnica de RT-qPCR foi eficiente na validação dos dados obtidos por RNA-seq e pode ser utilizada como alternativa para organismos em que não existem microarranjos disponíveis. / For bacteria, as most living organisms, iron is an essential micronutrient to many cellular processes. Although iron is abundant in crustal, it is not readily bioavailable for organisms. To ensure demand and avoid toxicity, organisms have developed several physiological mechanisms to address changes in iron availability. This tight physiological regulation is achieved mainly through the differential expression of genes related to iron uptake and metabolism. Despite its importance, iron metabolism is still poorly understood in microorganisms, especially in Gram-positive bacteria. The genus Paenibacillus contains more than 30 species of facultative anaerobic, endospore-forming, neutrophilic, periflagellated heterotrophic, and low C+G Gram-positive bacilli. The Paenibacillus riograndensis SBR5 strain was isolated from Triticum aestivum (wheat) rhizospheres in Rio Grande do Sul, Brazil. lt fixes nitrogen and produces indol-3-acetic-acid, two important plant growth promoting factors. In this work we submitted P. riograndensis cultures to iron sufficiency and deficiency conditions. Surprisingly, P. riograndensis was very resistant to iron starvation. RNA-sequencing (RNA-seq) was the technology used to elucidate the global mechanisms involved in SBR5 iron-starvation resistance. Through this methodology we observed that iron deficiency caused several changes in gene expression. From 150 differentially expressed genes, 71 were up- and 79 were down-regulated. Eight genes for which expression was at least twice as high (induced) or twice as low (repressed) in the iron-limited conditions compared with iron-sufficient conditions were chosen for RT-qPCR analysis to validate the RNA-seq data. In general, most genes exhibited the same pattern of expression after 24 h. Our results suggest that during iron deficiency, the bacteria express several genes related to nutrient uptake to obtain ali of the molecules necessary to maintain major cellular processes. However, once iron becomes highly limiting and is no longer able to sustain exponential growth, the bacteria start to express genes related to the sporulation process in the anticipation of spore formation as a way to resist this stress. Another important result was that RNA-seq methodology was suitable to the discovery of new genes and RT-qPCR is a good technique to validate RNA-seq data, especially for organisms for which microarrays are not available.

Para as bactérias, ass1m como a ma1ona dos organismos v1vos, o ferro é um elemento essencial em muitos processos celulares. Embora o ferro seja abundante na crosta terrestre, ele não está prontamente disponível para os organismos. Para garantir a demanda e evitar a toxidez, os organismos desenvolveram vários mecanismos fisiológicos para lidar com mudanças na disponibilidade de ferro. Essa regulação fisiológica refinada é alcançada, principalmente, por mudanças na expressão de genes relacionados ao transporte e metabolismo do ferro. Apesar da sua importância, o metabolismo do ferro ainda é pouco compreendido em bactérias, especialmente em bactérias Gram-positivas. O gênero Paenibacillus contém mais de 30 espécies anaeróbicas facultativas, formadoras de endósporos, neutrofílicas, periflageladas heterotróficas, com baixo teor de C+G e Gram-positivas. A linhagem SBR5 de P. riograndensis foi isolada da rizosfera de Triticum aestivum (trigo), cultivado no Rio Grande do Sul, Brasil. Fixa nitrogênio e produz ácido-3- indol-acético, duas características importantes para bactérias promotoras do crescimento vegetal. Neste trabalho, culturas de P. riograndensis foram submetidas a condições de suficiência e deficiência de ferro. Surpreendentemente, P. riograndensis mostrou-se muito resistente à deficiência de ferro. O sequenciamento de RNA (RNA-seq) foi a metodologia utilizada para elucidar os mecanismos globais envolvidos na resistência de SBR5 à deficiência de ferro. Por esse método observou-se que a deficiência de ferro causou diversas mudanças na expressão gênica. Dos 150 genes diferencialmente expressos, 71tiveram a sua expressão induzida e 79 foram reprimidos. Oito genes cuja expressão foi pelo menos duas vezes maior ou menor na condição limitante, quando comparada à suficiência de ferro, foram escolhidos para análise por RT-qPCR, para validar os dados obtidos com RNA-seq. Em geral, a maioria dos genes apresentou o mesmo padrão de expressão após 24 h. Os resultados sugerem que, durante a deficiência de ferro, as bactérias expressam vários genes relacionados à absorção de nutrientes, a fim de obter todas as moléculas necessárias para manter os principais processos celulares. Porém, quando o ferro se torna altamente limitante e não existem mais condições adequadas para o crescimento exponencial, a bactéria começa a expressar, de forma antecipada, genes relacionados à formação de esporos, a fim de resistir a essa adversidade. Outro resultado importante foi que a metodologia escolhida se mostrou adequada para a descoberta de novos genes e a técnica de RT-qPCR foi eficiente na validação dos dados obtidos por RNA-seq e pode ser utilizada como alternativa para organismos em que não existem microarranjos disponíveis. / For bacteria, as most living organisms, iron is an essential micronutrient to many cellular processes. Although iron is abundant in crustal, it is not readily bioavailable for organisms. To ensure demand and avoid toxicity, organisms have developed several physiological mechanisms to address changes in iron availability. This tight physiological regulation is achieved mainly through the differential expression of genes related to iron uptake and metabolism. Despite its importance, iron metabolism is still poorly understood in microorganisms, especially in Gram-positive bacteria. The genus Paenibacillus contains more than 30 species of facultative anaerobic, endospore-forming, neutrophilic, periflagellated heterotrophic, and low C+G Gram-positive bacilli. The Paenibacillus riograndensis SBR5 strain was isolated from Triticum aestivum (wheat) rhizospheres in Rio Grande do Sul, Brazil. lt fixes nitrogen and produces indol-3-acetic-acid, two important plant growth promoting factors. In this work we submitted P. riograndensis cultures to iron sufficiency and deficiency conditions. Surprisingly, P. riograndensis was very resistant to iron starvation. RNA-sequencing (RNA-seq) was the technology used to elucidate the global mechanisms involved in SBR5 iron-starvation resistance. Through this methodology we observed that iron deficiency caused several changes in gene expression. From 150 differentially expressed genes, 71 were up- and 79 were down-regulated. Eight genes for which expression was at least twice as high (induced) or twice as low (repressed) in the iron-limited conditions compared with iron-sufficient conditions were chosen for RT-qPCR analysis to validate the RNA-seq data. In general, most genes exhibited the same pattern of expression after 24 h. Our results suggest that during iron deficiency, the bacteria express several genes related to nutrient uptake to obtain ali of the molecules necessary to maintain major cellular processes. However, once iron becomes highly limiting and is no longer able to sustain exponential growth, the bacteria start to express genes related to the sporulation process in the anticipation of spore formation as a way to resist this stress. Another important result was that RNA-seq methodology was suitable to the discovery of new genes and RT-qPCR is a good technique to validate RNA-seq data, especially for organisms for which microarrays are not available.

Senna obtusifolia é uma planta daninha da família Leguminosae outrora conhecida como Cassia obtusifolia. Esta espécie, conhecida popularmente por fedegoso, pode ser encontrada nos EUA e nas regiões tropicais da América, Ásia e África. Embora seja muito comum em áreas agrícolas brasileiras, é altamente problemática apenas à cultura da soja na região Centro-oeste. O fungo Alternaria cassiae foi descoberto em 1960, mas apenas em 1981 foi demonstrado seu potencial como agente de controle biológico de plantas de Senna obtusifolia. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método de baixo custo para esporulação massal de Alternaria cassiae e estudar o efeito de períodos de molhamento foliar e de diferentes temperaturas na infecção e colonização de Senna obtusifolia por Alternaria cassiae. A técnica de esporulação em meio sólido é baseada na raspagem do micélio aéreo e exposição do fungo a regimes de 12 horas de luz por 24 horas de escuro. O meio V8 sólido foi o melhor meio para esporulação do fungo seguido pelo meio de suco de tomate. Em meio líquido, a esporulação é induzida após trituração do micélio em liqüidificador seguido da secagem em placas forradas com papel de filtro as quais são submetidas a 12 horas de luz por 24 horas de escuro. O meio de suco de tomate foi o melhor meio para esporulação do fungo em meio líquido. Plantas de fedegoso foram inoculadas com Alternaria cassiae e submetidas a diferentes períodos de molhamento foliar (4, 6, 8, 12, 24 e 48h) sob temperatura constante de 25°C. A incidência da doença (número de folíolos mortos) foi maior em plantas submetidas a períodos prolongados de molhamento foliar aplicados imediatamente após a inoculação (24 e 48h). Plantas não submetidas a molhamento foliar após a inoculação não apresentaram sintomas. O acúmulo final de matéria seca das plantas diminuiu conforme aumentou o período de molhamento foliar. O efeito conjunto da temperatura e do período de molhamento foliar foi avaliado mediante inoculação de plantas de fedegoso com Alternaria cassiae e incubação em cinco temperaturas (17, 20, 23, 26 e 30°C) e três períodos de molhamento foliar (8, 12 e 16h). Sob temperaturas mais baixas (17, 20 e 23°C), a incidência da doença (mortalidade relativa) foi mais alta com períodos de molhamento foliar de 8 e 12 horas quando comparada com temperaturas mais altas (26 e 30°C). Plantas submetidas a período de molhamento foliar de 16 horas não apresentaram diferenças quanto à temperatura de incubação, com exceção da temperatura de 30°C. O acúmulo final de matéria seca também apresenta a mesma tendência, ocorrendo portanto um maior acúmulo em temperaturas mais altas / not available

Introdução: O aumento da demanda por alimentos funcionais, os quais incluem os suplementados ou fermentados por microrganismos probióticos, resultou no avanço da pesquisa e desenvolvimento de novas cepas potencialmente probióticas. Os microrganismos probióticos pertencentes ao gênero Bacillus spp. são atraentes devido a sua estabilidade inerente de bactérias formadoras de esporos. Os esporos permitem uma vida de prateleira prolongada e aumentam a capacidade do microrganismo de sobreviver às barreiras gástricas, que se revelam uma vantagem sobre os lactobacilos. Objetivo: Foram realizados experimentos para o desenvolvimento tecnológico de duas cepas formadoras de esporos de Bacillus coagulans BVB1 e BVB5 como potenciais microrganismos probióticos objetivando avaliar o potencial probiótico dos mesmos. Método: Como primeira etapa, as caracterizações fenotípica e genotípica identificaram que a cepa BVB1 não era B. coagulans e sim B. subtilis. Os estudos seguiram com a cinética da fermentação/esporulação apenas da cepa de Bacillus coagulans BVB5. Conclusão: O desafio da esporulação de Bacillus coagulans BVB5 foi vencido, fato que pode ser verificado na cinética da fermentação que apresentou resultados superiores a 99% de grau de esporulação. / Introduction: The increased demand for functional foods, which include those supplemented or fermented by probiotic microorganisms, resulted in the advancement of research and development of new potentially probiotic strains. Probiotic microorganisms Bacillus spp. Are attractive because of their inherent stability of spore forming bacteria. Spores allow prolonged shelf life and increase the ability to survive gastric barriers, which prove to be an advantage over lactobacilli. Objective: Experiments were performed for the technological development of Bacillus coagulans BVB1 and BVB5 as potential probiotic microorganisms with two strains of Bacillus coagulans aiming to evaluate the efficacy of probiotic product composed of spore forming microorganism (Bacillus coagulans strains BVB1 and BVB5). Method: As a first step, phenotypic and genotypic characterization identified that the BVB1 strain was not B. coagulans but B. subtilis. Although Bacillus subtilis strain BVB1 presented a technological potential to be used as a probiotic strain in food additives, the studies followed with the kinetics of fermentation/sporulation of Bacillus coagulans BVB5, in agreement with the master\'s project originally proposed. Conclusion: The challenge of sporulation of Bacillus coagulans BVB5 was overcome, a fact that can be verified with the results of fermentation kinetic which presented sporulation degree more than 99%.

A mancha-marrom de Alternaria causada pelo fungo Alternaria alternata f.sp. citri patótipo \"tangerina\" é uma das principais doenças que acometem a cultivo de tangerinas (Citrus reticulata) e alguns de seus híbridos. A infecção ocorre principalmente em folhas e frutos jovens que senescem prematuramente. Para realização de estudos com a finalidade de obtenção de cultivares resistentes, ou para a compreensão dos processos de interação planta-patógeno, é necessária a produção massal de esporos in vitro. Este trabalho, no primeiro momento, buscou desenvolver um método eficaz de obtenção de esporos do fungo em meio de cultura. Para isso, comparou os efeitos de diferentes meios de cultura (BDA e CaCO3-A) e tipos de iluminação (LED e NUV). Além do número de esporos, características como germinação, pigmentação, formação de apressórios e patogenicidade foram avaliadas. Descobriu-se que o melhor método de produção de esporos consistiu da manutenção de colônias em meio CaCO3-A por 3 dias sob LED e em seguida por 4 dias sob NUV, com fotoperíodo de 12 h. A partir de então, no segundo momento, realizaram-se testes com técnicas de microscopia e bioquímica fitopatológica para analisar a interação entre o patógeno e folhas das cultivares suscetíveis Ponkan e Murcott e da resistente Fremont. Notou-se por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) que, independentemente da cultivar, o fungo germinou sobre as folhas, formou apressórios e entrou em cavidades estomáticas. Não foi observada, porém, a colonização de tecidos por meio de microscopia de luz. As cultivares suscetíveis responderam à inoculação com acúmulo de peróxido de hidrogênio e reação de hipersensibilidade. A cultivar resistente, por sua vez, não apresentou reação de hipersensibilidade e aumentou a síntese de enzimas relacionadas ao estresse oxidativo (SOD e CAT) e eliminação de espécies reativas de oxigênio. Como se trata de um fungo necrotrófico capaz de detoxificar espécies reativas de oxigênio, presumiu-se que a reação de hipersensibilidade e a morte celular nas cultivares suscetíveis favorecem a infecção e colonização do patógeno, enquanto que na cultivar resistente a ausência de morte celular e detoxificação de espécies reativas de oxigênio podem estar envolvidas na sua capacidade de defesa. Nas cultivares suscetíveis, verificou-se, por meio de microscopia eletrônica de transmissão (MET), plasmólise e fragmentação de membranas plasmáticas, local indicado como sítio de ação da toxina ACT produzida pelo patógeno. As células da cultivar resistente não apresentaram plasmólise ou alterações nas membranas plasmáticas em decorrência da inoculação do patógeno. / Alternaria brown spot caused by Alternaria alternate f.sp. citri pathotype \"tangerine\" is a important disease that affects tangerine (Citrus reticulate), and some of its hybrids. The infection happens mainly in young leaves and fruits and may cause premature senescence of tissues. To carry out studies in order to obtain resistant cultivars, or to understand the processes of plant-pathogen interaction, it is necessary abundant in vitro spores production. This work, in the first moment, aimed to develop an efficient method for in vitro spore production of the fungus. It was compared the effects of different culture media (BDA and CaCO3-A) and light (LED and NUV). Besides the number of spores, characteristics such as germination, pigmentation, apressoria formation and pathogenicity were investigated. It was found that the best method of spore production consisted of maintaining colonies on CaCO3-A medium for 3 days under LED and then for 4 days under NUV, with photoperiod of 12 h. Thus, in the second moment, assays were carried out using microscopy and phytopathological biochemistry techniques to analyze the interaction between the pathogen and leaves of the susceptible cultivars Ponkan and Murcott, and the resistant Fremont. It was noted by scanning electron microscopy (SEM) that independently of the cultivar, the fungus germinated on the leaves, formed apressoria and grew into stomatal cavities. However, colonization of tissues was not observed by light microscopy. Susceptible cultivars responded to inoculation with accumulation of hydrogen peroxide and hypersensitivity reaction. The resistant cultivar did not show hypersensitivity reaction, but increased the synthesis of enzymes (CAT and SOD) related to oxidative stress and elimination of reactive oxygen species. As a necrotrophic pathogen able to detoxify reactive oxygen species, it was assumed that the hypersensitivity reaction and cell death in the susceptible cultivars contribute to infection and colonization of the pathogen. On the other hand, the absence of cell death and detoxification of reactive oxygen species verified in the resistant cultivar may be involved on its capacity of defense. Cell plamolysis and plasma membranes fragmentation, indicated as the site of action of the ACT toxin produced by the pathogen, were verified in the susceptible cultivars by transmission electron microscopy (TEM). The cells of the resistant cultivar did not show plasmolysis or alterations in the plasma membranes due to pathogen inoculation.

A divisão celular em B. subtilis inicia-se pela formação de um complexo multiprotéico, o divisomo, no sítio onde a bactéria irá se dividir. FtsZ é a primeira proteína a se localizar no futuro sitio de divisão, formando uma estrutura em anel (anel Z) que se estende por toda a circunferência da célula. O anel Z funciona como um arcabouço responsável por recrutar outras quinze proteínas de divisão que irão participar da montagem do divisomo. Nesta tese, utilizamos abordagens quantitativas e qualitativas de microscopia de fluorescência vital para estudarmos duas questões ainda não esclarecidas sobre o funcionamento do divisomo. A primeira delas é como o divisomo é montado. Para estudarmos a montagem do divisomo nós realizamos ensaios de co-localização entre o anel Z (FtsZ-mCherry) e as proteínas ZapA, EzrA, FtsW, FtsL, YpsB , DivIVA, e MinC fusionadas a GFP. Quanto maior a freqüência de co-localização entre FtsZ e outra proteína de divisão, mais inicial é a participação da proteína na formação do divisomo. Portanto, a medida da freqüência de co-localização entre o anel Z e as proteínas componentes do divisomo permite que se deduza uma cinética da montagem deste complexo. Estes ensaios demonstraram uma freqüência de co-localização de 97,33% para ZapA; 98,31% para EzrA; 83,90% para FtsW; 78,43% para FtsL; 50% para YpsB; 41,7% para DivIVA e 31,64% para MinC. Estes resultados sugerem que o divisomo seja formado em três etapas. ZapA e EzrA se associam ao divisomo imediatamente após a formação do anel Z, em seguida FtsW e FtsL são recrutados para o divisomo, e por último YpsB, DivIVA, MinC associam-se ao divisomo. A segunda questão que investigamos nesta tese foi o mecanismo da mudança de posição do divisomo que ocorre durante a esporulação em B. subtilis. Na fase de esporulação a célula divide-se assimetricamente, com a formação do septo próxima a um dos pólos. Durante o crescimento vegetativo a divisão não ocorre próxima aos pólos por causa da ação das proteínas MinC, MinD e DivIVA, importantes reguladores espaciais da divisão. MinCD e DivIVA são inibidores da formação do anel Z que durante o crescimento vegetativo se localizam nos pólos das células.. Uma hipótese para explicar o uso dos sítios polares para a divisão durante a esporulação seria que as proteínas MinCD e DivIVA seriam removidas dos pólos celulares. Para testarmos esta hipótese, estudamos a localização das proteínas MinCD e DivIVA durante a esporulação. Nossos resultados demonstraram que MinCD e DivIVA se re-localizam e saem dos pólos celulares durante a esporulação. Porém esta dinâmica ocorre após a formação do anel Z assimétrico, sugerindo que o anel Z seja insensível a estes inibidores durante a esporulação. Por ensaios genéticos em B. subtilis demonstramos que a proteína SpoIIE, conhecida como provável proteína responsável por promover a formação do septo assimétrico, seja capaz de contrapor a ação de MinC no início da esporulação. Dessa maneira nós propomos um novo modelo de mudança da divisão simétrica para assimétrica durante a esporulação, diferentemente da simples saída do complexo MinCD dos pólos como é proposto na literatura. / Bacillus subtilis division begins through the formation of a multiprotein complex, the divisome, at the site of division. FtsZ is the earliest known protein to localize to the future division site where the protein forms a ring-like structure (Z-ring) that extends around the circumference of the cell. The Z-ring functions as a scaffold and recruits about fifteen other division proteins that compose the divisome. In this work, we used quantitative and qualitative methods of vital fluorescence microscopy to study two questions that have not been elucidated about the divisome dynamics. The first is how divisome is assembled. To address that problem, we made co-localization between Z-ring (FtsZ-mCherry) and proteins ZapA, EzrA, FtsW, FtsL, YpsB, DivIVA, and MinC fused to GFP. Higher is the match between GFP fusions to Z-ring, earlier is the assembly of division proteins to divisome. Therefore, the co-localization frequency between Z ring and divisome proteins will allow us to deduce the assemble kinetics of the divisome. This assays showed a co-localization frequency of 97,33% for ZapA; 98,31% for EzrA; 83,90 for FtsW; 78,43% for FtsL; 50% for YpsB; 41,7% for DivIVA and 31,64% for MinC. This data suggests that the divisome does not assemble in two but in three steps. ZapA and EzrA assemble into the divisome immediately after Z ring formation, secondly FtsW and FtsL were recruited to the divisome, and finally YpsB, DivIVA, MinC associated with the divisome. The second question that we investigated in this work is the mechanism responsible for change the divisome position that occurs during sporulation in B. subtilis. In sporulation the cell divides asymmetrically, with a septum formation near poles. During vegetative grown the divisiome does not occur near poles because of MinC, MinD and DivIVA action, relevant for spatial regulation of division. MinCD and DivIVA are inhibitors of Z ring formation that during vegetative growth are located at poles. A hypothesis to explain the use of polar sites for division during sporulation would be that MinCD and DivIVA would be removed from cellular poles. To test this hypothesis, we studied the location of MinCD and DivIVA proteins during sporulation. Our results demonstrated that MinCD and DivIVA re-localize and leave to cell poles during sporulation. However this process occurs after asymmetric Z ring formation, suggesting that Z ring would be unresponsive to this inhibitors during sporulation. Through genetics assays in B. subtilis we demonstrated that SpoIIE protein, known to probably play a role in asymmetric septum formation, would be able to contrapose MinC action during early sporulation. Therefore, we propose a novel model for change the symmetric to asymmetric division during sporulation, unlike the release of MinCD from pole proposed in the literature.

Um dos principais componentes envolvidos no processo de divisão celular bacteriana é FtsZ, uma proteína homóloga à tubulina eucariótica. FtsZ polimeriza no interior da célula formando um anel ao qual dá-se o nome de anel Z, responsável pelo recrutamento de diversas outras proteínas de divisão, formando o divisomo. Como meio de sobrevivência sob condições adversas, alguns procariotos, como B. subtilis, podem sofrer um tipo de diferenciação celular que forma um organismo em estado latente, conhecido como esporo. A primeira etapa da formação do esporo é a mudança da posição do anel Z para mais próximo a um dos pólos da célula, produzindo duas células com tamanhos diferentes. SpoIIE é uma proteína fosfatase integral de membrana, que se localiza especificamente no septo assimétrico de uma célula em processo de esporulação. Além de um papel na ativação do fator de transcrição de esporulação σF, SpoIIE se liga a FtsZ e a auxilia na formação do septo assimétrico. Para definirmos a região de FtsZ responsável pela interação com SpoIIE, neste trabalho foram realizados ensaios de duplo-híbrido utilizando vetores com domínios de ativação e de ligação ao DNA do fator de transcrição GAL4 de levedura fusionados a diferentes porções de FtsZ, bem como a SpoIIE. Esses experimentos não forneceram informações sobre interação entre essas proteínas, já que através deles não foi possível reproduzir o resultado positivo descrito na literatura. Como alternativa ao duplo-hibrido para identificarmos o sítio de interação entre as duas proteínas, criamos uma triagem genética capaz de identificar mutantes de FtsZ que não interagem com SpoIIE, fazendo uso de uma biblioteca de mutantes de FtsZ já disponível no laboratório. Foi padronizada uma técnica de microscopia em larga escala em placas de 96 poços, que permitiu a triagem de mais de mil de mutantes de FtsZ, em busca de um em que SpoIIE-GFP induzido não localizasse no anel Z em célula vegetativa. Porém todos os mutantes triados ainda localizavam SpoIIE-GFP. Paralelamente, foi realizada uma triagem de supressão, utilizando como ponto de partida um mutante de SpoIIE que perdeu capacidade de interagir com FtsZ e buscando mutações em FtsZ que reestabelecessem a interação com SpoIIE mutante. Foram triados cerca de 35000 mutantes nesse ensaio, dentre os quais dezoito apresentaram o fenótipo esperado para um supressor. No entanto, todos os candidatos selecionados tratavam-se de falsos-positivos. O motivo que leva esses candidatos a apresentarem o fenótipo esperado sem reestabelecer a interação entre as duas proteínas ainda é desconhecido. A fim de confirmar se não haveria outras proteínas do divisomo responsáveis por intermediar a interação entre FtsZ e SpoIIE, foram feitos experimentos de co-localização de FtsZ e SpoIIE na ausência de DivIB e FtsA. Em ambos os casos SpoIIE ainda localiza no divisomo, descartando a possibilidade de que DivIB e FtsA sejam mediadores da interação FtsZ-SpoIIE. Por fim, foram realizados experimentos de co-localização de SpoIIE com mutantes de FtsZ previamente identificados em outros experimentos em nosso laboratório. Nesse experimento foi identificado que a expressão de SpoIIE-GFP induzida por IPTG é capaz de reestabelecer a frequência de divisão no mutante FtsZ-R376T, que normalmente é deficiente na formação de divisomos. Esse resultado reforça a idéia de que essas proteínas interagem diretamente, e sugere que SpoIIE é capaz de reestabelecer a atividade de FtsZ em um mutante que apresente falhas na polimerização. / One of the major components involved in bacterial cell division is FtsZ, a protein homologous to the eukaryotic tubulin. FtsZ polymerizes inside the cell forming a ring to which is given the name Z ring, wich is responsible for the recruitment of several other proteins division, forming the divisome. As a means of survival under adverse conditions, some prokaryotes such as B. subtilis may undergo a type of cell differentiation that results in an organism in a latent state, known as a spore. The first stage of the spore formation is to change the Z ring position closer to the poles of the cell, producing two cells of different sizes. SpoIIE is an integral membrane phosphatase protein, which is specifically located in the septum of an asymmetric cell in sporulation process. In addition to a role in the activation of the sporulation transcription factor σF, SpoIIE binds to FtsZ and assists in the formation of the asymmetric septum. To define the FtsZ region responsible for interaction with SpoIIE, in this work we performed tests using two-hybrid vectors with activation and DNA binding domains of the yeast transcription factor GAL4 fused to different portions of FtsZ and SpoIIE. These experiments did not provide information on the interaction between these proteins, since through them it was not possible to reproduce the positive results reported in the literature. As an alternative to the two-hybrid to identify the site of interaction between the two proteins, we created a genetic screening that can identify FtsZ mutants that cannot interact with SpoIIE, using a library of FtsZ mutants already available in the laboratory. We standardized a large scale microscopy using 96-well plates, allowing the screening of over a thousand mutants of FtsZ in search of a induced SpoIIE-GFP which would no longer localize at the vegetative cell Z ring. However, all the screened mutants still localized SpoIIE-GFP. In parallel, we performed a screening of suppression, using as a starting point a SpoIIE mutant that lost the ability to interact with FtsZ and searching for mutations in FtsZ that would reestablish interaction with the SpoIIE mutant. We screened approximately 35,000 mutants in this essay, eighteen of which showed the phenotype expected for a suppressor. However, all selected candidates were false positives. The reason why such candidates do show the expected phenotype without reestablishment of the interaction between the two proteins is still unknown. In order to confirm whether there would be other divisiome proteins responsible for mediating the interaction between FtsZ and SpoIIE, co-localization experiments were made using FtsZ and SpoIIE in the absence of DivIB and FtsA. In both cases SpoIIE still located in divisome, ruling out the possibility that DivIB and FtsA are essencial mediators of the SpoIIE-FtsZ interaction. Finally, co-localization experiments were carried out with SpoIIE and FtsZ mutants previously identified in other experiments in our laboratory. In this experiment it was identified that the expression of IPTG-induced SpoIIE-GFP is able to restore the division frequency in the FtsZ-R376T mutant, which normally is deficient in the formation of divisomes. This result reinforces the idea that these proteins interact directly, and suggests that SpoIIE is able to restore the activity of FtsZ in a mutant that presents defect in polymerization.