O câncer é a segunda maior causa de morte no mundo, sendo responsável por aproximadamente 7,6 milhões de óbitos. Entretanto, pesquisadores alertam para uma associação inversa entre o consumo de frutas e hortaliças e o desenvolvimento de neoplasias, desta forma a organização mundial da saúde sugere, dentre outras medidas para controle do câncer, o aumento do consumo de frutas e hortaliças. Nesse contexto o objetivo deste trabalho foi avaliar os eventuais efeitos quimiopreventivos das hortaliças Brassicas, couve (C) e repolho (R). Realizaram-se dois experimentos sendo o primeiro, o modelo de hepatocacinogênese de Ito, onde as hortaliças foram fornecidas durante 8 semanas na água de beber (10% p/v), animais que receberam apenas água foram utilizados como controle. Nesse experimento não houve inibição (P>0,05) de lesões pré-neoplásicas hepáticas positivas para glutationa S-transferase forma placental e não houve indução (P>0,05) da apoptose nos grupos tratados com C ou R. Contudo, observou-se redução (P<0,05) de danos em DNA hepático e aumento (P<0,05) da concentração hepática de luteína de ratos tratados com C e R, quando comparados a ratos controle. No segundo experimento as hortaliças foram fornecidas durante 8 semanas na água de beber (20% p/v), e os animais foram submetidos a aplicação do carcinogênico hepático 24h antes da eutanásia. Não houve redução (P>0,05) de danos em DNA, contudo a concentração do aduto de DNA 8-hidroxi-2-deoxiguanosina (8-OHdG) e foi elevada (P<0,05) em animais tratados com R quando comparados a tratados com C e controles. Com relação à expressão diferencial de genes, 29 genes foram diferencialmente expressos em fígado, dentre eles o gene da 8-oxoguanina-DNA-glicosilase (enzima de reparo do DNA), foi hipoexpressa no grupo tratado com R, o que pode explicar o aumentado valor de adutos no mesmo grupo. O cólon apresentou 31 genes com diferença de expressão, onde 5 genes estão relacionados ao metabolismo de xenobióticos. / Cancer is the major cause of death in the world, being responsible for approximately 7.6 million deaths. However, there is a hypothesis of an inverse association between fruit and vegetable consumption and the development of cancer. Therefore, the World Health Organization suggests, among other actions for controlling cancer, the increase in vegetable and fruit consumption. The aim of this work was to evaluate eventual chemopreventive effects of Brassicas vegetables, kale (K) and cabbage (C). Two experiments were done: the first one was Ito´s hepatocarcinogenesis model, where vegetables were provided during 8 weeks in the rats´ drinking water (10% w/v). Animals that received only water were considered control. In this experiment, there was no inhibition (P<0,05) of glutathione S-transferase placental form positive preneoplastic lesions and, also, there was no induction (P<0,05) of apoptosis in the groups treated with K or C However, it was observed a reduction (P<0,05) in hepatic DNA damages and an increase (P<0,05) in lutein hepatic concentration of rats treated with K or C, when compared to the control. In the second experiment, the vegetables were provided during 8 weeks in the rats´ drinking water (20% w/v), and animals were submitted to carcinogenic application 24h before euthanasia. There was no reduction (P<0,05) in DNA damages, however there was an increase (P<0,05) in the concentration of 8-hydroxy-2-deoxyguanosine (8-OHdG) DNA in animals treated with C when compared to the ones treated with K and control. In relation to the differential gene expression, 29 genes were differently expressed in the liver, such as the 8-oxoguanine-DNA-glycosylase gene, which was downregulated in the group treated with C. This might explain the increased value of adducts in the same group. Colon presented 31 genes with difference in expression, whereas 5 genes are related to xenobiotic metabolism.

A citricultura destaca-se dentro do agronegócio brasileiro gerando dividendos diretos com exportações e empregos, e indiretos com arrecadação de impostos. No entanto, ainda padece com problemas fitossanitários, com destaque para o HLB (Huanglongbing, HLB, ex-greening), que nos últimos dez anos tem dizimado pomares e provocado o abandono da cultura por muitos produtores. Causada no Brasil pelas bactérias Candidatus Liberibacter asiaticus e Ca. Liberibacter americanus, é uma doença sistêmica, restrita aos vasos do floema, e induz ao aparecimento de sintomas semelhantes àqueles causados por deficiência de nutrientes em folhas e ramos, frutos com tamanhos reduzidos e assimétricos e coloração amarelada das plantas, tornando-as economicamente inviáveis. A transmissão da doença acontece naturalmente pelo inseto Diaphorina citri, e artificialmente por meio de borbulhas contaminadas. Todas as variedades de citros e rutáceas próximas são comprovadamente suscetíveis ao HLB; entretanto, há diferenças marcantes entre níveis de suscetibilidade entre os genótipos, como Poncirus trifoliata, que apresenta certa resistência ou tolerância à doença. Os mecanismos de patogenicidade de Ca. Liberibacter spp. e a resposta molecular da planta à infecção ainda não estão bem definidos e o estudo da ativação dos mecanismos de defesa da planta induzidos por hormônios vegetais é um importante foco na elucidação deste complexo patossistema. Diante deste panorama, este estudo propôs avaliar o perfil de expressão de genes associados às vias do jasmonato e do etileno em plantas de Citrus sinensis L. Osb. (suscetível) e Poncirus trifoliata (L.) Raf. (resistente ou tolerante) em resposta à infecção pelas duas espécies de bactérias causadoras do HLB no Brasil, separadamente. Os perfis transcricionais dos genes avaliados não foram estatisticamente distintos, mas mereceram destaque os genes de biossíntese e metabolismo de jasmonato LOX2, AOC3 e JMT, os genes sinalizadores da via de jasmonato JAZ2 e MYC2, o gene de biossíntese de etileno SAM1, os receptores de etileno ETR1, ERS1 e EIN4, o regulador negativo de etileno CTR1, o regulador positivo da sinalização de etileno EIN2, os fatores de transcrição EIN3, EIL1, ERF1, ERF2, ERF/AP2, uma MAPkinase MAPK6 e uma proteína PR PR-4. Estes resultados mostram que as vias sinalizadas por jasmonato e etileno são modificadas pelas bactérias Ca. Liberibacter spp. No entanto, não foi possível comprovar a importância destas vias na resposta diferencial de genótipos suscetível e resistente/ tolerante de citros ao HLB. / The citrus industry stands out in the Brazilian agribusiness generating direct and indirect jobs and significant revenues. However, the citrus crop faces several diseases, especially the HLB (Huanglongbing, ex-greening), which, in the last ten years, have caused severe losses to growers. In Brazil, HLB is caused by the bacteria Candidatus Liberibacter asiaticus and Ca. Liberibacter americanus, which are restricted to the phloem and induce symptoms similar to those caused by nutrient deficiency in citrus leaves and branches. Fruits are of reduced size and asymmetrical, and the plants tend to show overall yellowing. These symptoms altogether lead to the economical death of the plant. Transmission of the pathogens occurs naturally by the Asian citrus psyllid Diaphorina citri, or by contaminated buds. All citrus varieties and relatives are considered susceptible to HLB; however, there are clear differences in levels of susceptibility among genotypes. Poncirus trifoliata, for instance, exhibits some resistance or tolerance to the disease. The mechanisms involved in the pathogenesis of Ca. Liberibacter spp. and the molecular responses of the hosts to the infection are still unknown, but emphasis has been given to the defense mechanisms induced by plant hormones in order to try to elucidate the interactions of such complex pathosystem. Based on this scenario, this study aimed to evaluate the expression profile of Citrus sinensis (L.) Osb. (susceptible) and Poncirus trifoliata (L.) Raf. (resistant or tolerant) genes associated with the jasmonate and ethylene pathways in response to infection by both species of Ca. Liberibacter spp. causing HLB in Brazil, separately. The transcriptional profiles did not differ statistically, for the evaluated genes, including those in the jasmonate biosynthesis and metabolism (LOX2, AOC3 and JMT), signaling pathway (JAZ2 and MYC2), biosynthesis of ethylene (SAM1), ethylene receptors (ETR1, ERS1 and EIN4), negative regulator of ethylene (CTR1), positive regulator of ethylene signaling (EIN2), transcription factors (EIN3, EIL1, ERF1, ERF2, ERF/AP2), a MAPkinase (MAPK6) and a PR protein (PR-4). These results suggest that the jasmonate and ethylene pathways exhibit some modulation caused by the bacteria Ca Liberibacter spp. However, it does not seem that these pathways are relevant for the differential response of susceptibility or resistance/ tolerance of the citrus genotypes to HLB.

Submitted by Maria Beatriz Vieira (mbeatriz.vieira@gmail.com) on 2017-06-23T12:49:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tese_isabel_lopes_vighi.pdf: 2167536 bytes, checksum: ac573c14d5ef3a4795a4bf594d60bd85 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-06-23T22:08:52Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tese_isabel_lopes_vighi.pdf: 2167536 bytes, checksum: ac573c14d5ef3a4795a4bf594d60bd85 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T22:08:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tese_isabel_lopes_vighi.pdf: 2167536 bytes, checksum: ac573c14d5ef3a4795a4bf594d60bd85 (MD5) Previous issue date: 2016-03-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / O arroz (Oryza sativa L.) é o segundo cereal mais cultivado no mundo, sendo o Brasil o 9º maior produtor. No entanto sua produção é severamente influenciada por condições ambientais adversas, dentre as quais se destaca a salinidade e baixas temperaturas. O objetivo deste estudo foi avaliar respostas, bioquímicas e moleculares desencadeadas pela salinidade e por baixas temperaturas em plantas de arroz, com respostas contrastantes. Para atingir este objetivo foram realizados três estudos: No primeiro, foram quantificados os teores do ânion Superóxido (O2•−), Peróxido de hidrogênio (H2O2), Peroxidação lipídica (MDA), atividade enzimática e expressão gênica diferencial das isoformas das enzimas Superóxido dismutase (SOD), Catalase (CAT), Ascorbato peroxidase APX e Glutationa reduzida (GR) em genótipos com tolerância contrastante ao sal. Para o genótipo sensível (BRS Pampa), ocorreu aumento na atividade enzimática da SOD, CAT, APX e diminuição nos níveis de MDA. No genótipo tolerante (BRS Bojuru), também foi observado aumento da atividade das enzimas SOD e CAT, porém diminuição nos níveis de MDA. A regulação positiva das diferentes isoformas da SOD, CAT e APX demonstrou a sua contribuição para o aumento na atividade da enzima. No segundo estudo, foram quantificados os teores de H2O2, MDA, atividade enzimática e expressão gênica da CAT, bem como análise do promotor e cis elementos, nos mesmos dois genótipos contrastantes frente ao estresse por salinidade e baixa temperatura. O genótipo BRS Pampa (sensível) foi o que mostrou maior proteção contra danos oxidativos frente ao estresse por frio, bem como aumento na atividade da CAT e do número de transcritos das isoformas OSCATA e OSCATB. No terceiro estudo, avaliou-se o metabolismo da prolina em plantas de arroz, através do padrão de expressão dos genes envolvidos na biossíntese e catabolismo desse aminoácido e verificou-se a correlação com o conteúdo de prolina produzido em condições de estresse por salinidade e baixa temperatura. O conteúdo de prolina foi maior no genótipo BRS Bojuru (tolerante) frente às duas condições de estresse testadas. Sob estresse salino, os níveis de transcritos dos genes de biossíntese estão mais correlacionados com o conteúdo de prolina no genótipo tolerante, enquanto que em condições de baixa temperatura a correlação é maior no genótipo sensível. Os resultados obtidos permitem concluir que, sob estresse salino e por baixa temperatura, as plantas de arroz apresentam respostas diferenciais a nível bioquímico e molecular, sendo estas respostas dependentes do tempo, intensidade do estresse e composição genética dos genótipos. / Rice (Oryza sativa L.) is the second most cultivated cereal in the world, and Brazil is the 9th largest producer. However production is severely affected by adverse environmental conditions, among which the mains ones are the salinity and low temperatures. The aim of this study was to evaluate responses, biochemical and molecular triggered by salinity and low temperatures in rice plants with contrasting response. To achieve this goal there were three studies: In the first one, the anion content superoxide (O2•-) were quantified, hydrogen peroxide (H2O2), lipid peroxidation (MDA), enzyme activity and differential gene expression of isoforms of the enzyme superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase APX and reduced glutathione (GR) in genotypes with contrasting tolerance to salt. For the sensitive genotype (BRS Pampa), there was an increase in the enzymatic activity of SOD, CAT, APX and a decrease in MDA levels. In tolerant genotype (BRS Bojuru) was also observed an increased activity of enzymes SOD and CAT, but a decrease in MDA levels. The upregulation of the different isoforms of SOD, CAT and APX has demonstrated its contribution to the increase in the enzyme activity. In the second study, H2O2 levels were quantified, MDA, enzyme activity and gene expression of CAT, and promoter analysis and cis-elements, the same two contrasting genotypes against salinity stress and low temperature. The BRS Pampa genotype (sensitive) was the one that showed greater protection against oxidative damage compared to the stress by cold, as well as an increase in CAT activity and the number of transcripts OSCATA and OSCATB isoforms. In the third study evaluated the metabolism of proline in rice plants through the expression pattern of genes involved in biosynthesis and catabolism of amino-acid and was found to correlate with the proline content produced under stress by salinity and low temperature. The proline content was higher in BRS Bojuru genotype (tolerant) against the two tested stress conditions. Under salt stress, the biosynthesis gene transcript levels are more correlated with the proline content in tolerant genotype, whereas in low temperature conditions the correlation is highest in sensitive genotype. The results showed that under salt stress and low temperature, the rice plants have differential responses to biochemical and molecular level, which are dependent responses of time, stress intensity and genetic makeup of the genotypes.

A citricultura destaca-se dentro do agronegócio brasileiro gerando dividendos diretos com exportações e empregos, e indiretos com arrecadação de impostos. No entanto, ainda padece com problemas fitossanitários, com destaque para o HLB (Huanglongbing, HLB, ex-greening), que nos últimos dez anos tem dizimado pomares e provocado o abandono da cultura por muitos produtores. Causada no Brasil pelas bactérias Candidatus Liberibacter asiaticus e Ca. Liberibacter americanus, é uma doença sistêmica, restrita aos vasos do floema, e induz ao aparecimento de sintomas semelhantes àqueles causados por deficiência de nutrientes em folhas e ramos, frutos com tamanhos reduzidos e assimétricos e coloração amarelada das plantas, tornando-as economicamente inviáveis. A transmissão da doença acontece naturalmente pelo inseto Diaphorina citri, e artificialmente por meio de borbulhas contaminadas. Todas as variedades de citros e rutáceas próximas são comprovadamente suscetíveis ao HLB; entretanto, há diferenças marcantes entre níveis de suscetibilidade entre os genótipos, como Poncirus trifoliata, que apresenta certa resistência ou tolerância à doença. Os mecanismos de patogenicidade de Ca. Liberibacter spp. e a resposta molecular da planta à infecção ainda não estão bem definidos e o estudo da ativação dos mecanismos de defesa da planta induzidos por hormônios vegetais é um importante foco na elucidação deste complexo patossistema. Diante deste panorama, este estudo propôs avaliar o perfil de expressão de genes associados às vias do jasmonato e do etileno em plantas de Citrus sinensis L. Osb. (suscetível) e Poncirus trifoliata (L.) Raf. (resistente ou tolerante) em resposta à infecção pelas duas espécies de bactérias causadoras do HLB no Brasil, separadamente. Os perfis transcricionais dos genes avaliados não foram estatisticamente distintos, mas mereceram destaque os genes de biossíntese e metabolismo de jasmonato LOX2, AOC3 e JMT, os genes sinalizadores da via de jasmonato JAZ2 e MYC2, o gene de biossíntese de etileno SAM1, os receptores de etileno ETR1, ERS1 e EIN4, o regulador negativo de etileno CTR1, o regulador positivo da sinalização de etileno EIN2, os fatores de transcrição EIN3, EIL1, ERF1, ERF2, ERF/AP2, uma MAPkinase MAPK6 e uma proteína PR PR-4. Estes resultados mostram que as vias sinalizadas por jasmonato e etileno são modificadas pelas bactérias Ca. Liberibacter spp. No entanto, não foi possível comprovar a importância destas vias na resposta diferencial de genótipos suscetível e resistente/ tolerante de citros ao HLB. / The citrus industry stands out in the Brazilian agribusiness generating direct and indirect jobs and significant revenues. However, the citrus crop faces several diseases, especially the HLB (Huanglongbing, ex-greening), which, in the last ten years, have caused severe losses to growers. In Brazil, HLB is caused by the bacteria Candidatus Liberibacter asiaticus and Ca. Liberibacter americanus, which are restricted to the phloem and induce symptoms similar to those caused by nutrient deficiency in citrus leaves and branches. Fruits are of reduced size and asymmetrical, and the plants tend to show overall yellowing. These symptoms altogether lead to the economical death of the plant. Transmission of the pathogens occurs naturally by the Asian citrus psyllid Diaphorina citri, or by contaminated buds. All citrus varieties and relatives are considered susceptible to HLB; however, there are clear differences in levels of susceptibility among genotypes. Poncirus trifoliata, for instance, exhibits some resistance or tolerance to the disease. The mechanisms involved in the pathogenesis of Ca. Liberibacter spp. and the molecular responses of the hosts to the infection are still unknown, but emphasis has been given to the defense mechanisms induced by plant hormones in order to try to elucidate the interactions of such complex pathosystem. Based on this scenario, this study aimed to evaluate the expression profile of Citrus sinensis (L.) Osb. (susceptible) and Poncirus trifoliata (L.) Raf. (resistant or tolerant) genes associated with the jasmonate and ethylene pathways in response to infection by both species of Ca. Liberibacter spp. causing HLB in Brazil, separately. The transcriptional profiles did not differ statistically, for the evaluated genes, including those in the jasmonate biosynthesis and metabolism (LOX2, AOC3 and JMT), signaling pathway (JAZ2 and MYC2), biosynthesis of ethylene (SAM1), ethylene receptors (ETR1, ERS1 and EIN4), negative regulator of ethylene (CTR1), positive regulator of ethylene signaling (EIN2), transcription factors (EIN3, EIL1, ERF1, ERF2, ERF/AP2), a MAPkinase (MAPK6) and a PR protein (PR-4). These results suggest that the jasmonate and ethylene pathways exhibit some modulation caused by the bacteria Ca Liberibacter spp. However, it does not seem that these pathways are relevant for the differential response of susceptibility or resistance/ tolerance of the citrus genotypes to HLB.

O câncer é a segunda maior causa de morte no mundo, sendo responsável por aproximadamente 7,6 milhões de óbitos. Entretanto, pesquisadores alertam para uma associação inversa entre o consumo de frutas e hortaliças e o desenvolvimento de neoplasias, desta forma a organização mundial da saúde sugere, dentre outras medidas para controle do câncer, o aumento do consumo de frutas e hortaliças. Nesse contexto o objetivo deste trabalho foi avaliar os eventuais efeitos quimiopreventivos das hortaliças Brassicas, couve (C) e repolho (R). Realizaram-se dois experimentos sendo o primeiro, o modelo de hepatocacinogênese de Ito, onde as hortaliças foram fornecidas durante 8 semanas na água de beber (10% p/v), animais que receberam apenas água foram utilizados como controle. Nesse experimento não houve inibição (P>0,05) de lesões pré-neoplásicas hepáticas positivas para glutationa S-transferase forma placental e não houve indução (P>0,05) da apoptose nos grupos tratados com C ou R. Contudo, observou-se redução (P<0,05) de danos em DNA hepático e aumento (P<0,05) da concentração hepática de luteína de ratos tratados com C e R, quando comparados a ratos controle. No segundo experimento as hortaliças foram fornecidas durante 8 semanas na água de beber (20% p/v), e os animais foram submetidos a aplicação do carcinogênico hepático 24h antes da eutanásia. Não houve redução (P>0,05) de danos em DNA, contudo a concentração do aduto de DNA 8-hidroxi-2-deoxiguanosina (8-OHdG) e foi elevada (P<0,05) em animais tratados com R quando comparados a tratados com C e controles. Com relação à expressão diferencial de genes, 29 genes foram diferencialmente expressos em fígado, dentre eles o gene da 8-oxoguanina-DNA-glicosilase (enzima de reparo do DNA), foi hipoexpressa no grupo tratado com R, o que pode explicar o aumentado valor de adutos no mesmo grupo. O cólon apresentou 31 genes com diferença de expressão, onde 5 genes estão relacionados ao metabolismo de xenobióticos. / Cancer is the major cause of death in the world, being responsible for approximately 7.6 million deaths. However, there is a hypothesis of an inverse association between fruit and vegetable consumption and the development of cancer. Therefore, the World Health Organization suggests, among other actions for controlling cancer, the increase in vegetable and fruit consumption. The aim of this work was to evaluate eventual chemopreventive effects of Brassicas vegetables, kale (K) and cabbage (C). Two experiments were done: the first one was Ito´s hepatocarcinogenesis model, where vegetables were provided during 8 weeks in the rats´ drinking water (10% w/v). Animals that received only water were considered control. In this experiment, there was no inhibition (P<0,05) of glutathione S-transferase placental form positive preneoplastic lesions and, also, there was no induction (P<0,05) of apoptosis in the groups treated with K or C However, it was observed a reduction (P<0,05) in hepatic DNA damages and an increase (P<0,05) in lutein hepatic concentration of rats treated with K or C, when compared to the control. In the second experiment, the vegetables were provided during 8 weeks in the rats´ drinking water (20% w/v), and animals were submitted to carcinogenic application 24h before euthanasia. There was no reduction (P<0,05) in DNA damages, however there was an increase (P<0,05) in the concentration of 8-hydroxy-2-deoxyguanosine (8-OHdG) DNA in animals treated with C when compared to the ones treated with K and control. In relation to the differential gene expression, 29 genes were differently expressed in the liver, such as the 8-oxoguanine-DNA-glycosylase gene, which was downregulated in the group treated with C. This might explain the increased value of adducts in the same group. Colon presented 31 genes with difference in expression, whereas 5 genes are related to xenobiotic metabolism.

O Brasil é o maior produtor mundial de maracujá azedo (Passiflora edulis f. flavicarpa) sendo esta a espécie de maior expressão comercial dentre as passifloras cultivadas. A bacteriose do maracujazeiro, causada por Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae (Xap), é uma das doenças mais severas da cultura, acarretando grandes prejuízos aos produtores. Atualmente, é incipiente o conhecimento sobre a interação maracujá azedo-Xap. Diante disso, a identificação e a caracterização dos genes envolvidos no processo de defesa são passos importantes para dar suporte ao desenvolvimento de variedades resistentes. Assim, o objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar genes de maracujá azedo diferencialmente expressos durante a resposta de defesa à Xap, bem como mensurar a sua expressão. Para isso, foram construídas duas bibliotecas subtrativas de cDNA (forward e reverse) usando o método SSH a partir de transcritos de folhas, que foram inoculadas com o patógeno ou solução salina (controle). Após o sequenciamento dos clones, o processamento e a montagem das sequências, as unisequências foram anotadas através da Plataforma PLAZA e do programa computacional Blast2GO. Genes envolvidos em diversos processos biológicos foram selecionados para a validação das bibliotecas por PCR quantitativo. Usando a Plataforma PLAZA, 78 % (764) das unisequências mostraram similaridade com proteínas de Arabidopsis thaliana, enquanto 87 % (866) delas apresentaram similaridade com proteínas putativas de diversas espécies vegetais, quando se utilizou Blast2GO. Na biblioteca forward, foram identificadas 73 proteínas relacionadas à resposta de defesa, dentre as quais estão proteínas envolvidas na sinalização intracelular, na ativação da transcrição e regulação da expressão de genes de defesa, bem como proteínas de defesa, de resistência e relacionadas à patogênese (PRs). Dentre os 22 transcritos validados, 95 % foram diferencialmente expressos em pelo menos um dos três períodos avaliados; os genes mais expressos em resposta à infecção pelo patógeno são os que codificam as enzimas lipoxigenase, (+)-neomentol desidrogenase e quitinase, as quais participam diretamente nas respostas de defesa vegetal. Dos genes cuja expressão foi mais reprimida, dois codificam proteínas relacionadas à fotossíntese e dois codificam proteínas envolvidas na detoxificação da amônia e do H2O2. Nossos resultados sugerem que a planta utiliza um arsenal de transcritos para responder à infecção; entretanto, este arsenal não é eficiente para impedir a ação do patógeno e, consequentemente, o desenvolvimento da bacteriose nas condições estudadas. Nosso estudo é inédito e gerou informações sobre a reprogramação transcricional durante a interação maracujá azedo-Xap, o que constitui um importante passo para o melhor entendimento sobre este patossistema. / Brazil is the main producer of yellow passion fruit (Passiflora edulis f. flavicarpa) worldwide, which is the most widely commercialized crop among the cultivated passifloras. The bacterial leaf spot induced by Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae (Xap) is one of the most severe diseases of the crop, causing great losses to producers. Currently, we understand very little about the yellow passion fruit-Xap interaction. Therefore, the identification and characterization of genes involved in the defense process are important steps to support the development of resistant varieties. Thus, the objective of this study was identify and characterize differentially expressed genes during the defense response to Xap, as well as to measure their expression. For that, we constructed two subtractive cDNA libraries (the forward and the reverse) by performing the SSH method from leaf transcripts, which were inoculated with the pathogen or saline solution (control). After sequencing the clones and sequence data processing, sequences were assembled into unique sequences, which were annotated using the PLAZA Platform and the computational program Blast2GO. Genes involved in several biological processes were selected to validate the libraries by quantitative PCR. When PLAZA was used for sequence similarity searches, 78 % (764) of the yellow passion fruit unique sequences showed similarity to proteins of Arabidopsis thaliana; when Blast2GO was used, 87 % (866) of the unique sequences showed similarities to putative proteins of several plant species. For the forward library, 73 proteins related to defense response were identified, such as those involved in intracellular signaling, transcription activation and regulation of defense gene expression, as well as defense and resistance proteins, and pathogenesis-related proteins (PRs). Of the 22 validated transcripts, 95 % were differentially expressed during at least one of the three periods evaluated; the genes up-regulated in response to the pathogen infection were those that code for the enzymes lipoxygenase, (+)-neomenthol dehydrogenase and chitinase, which participate directly in plant-defense responses. Out of down-regulated genes, two code for photosynthesis-related proteins, and two for ammonia and H2O2 detoxification. Our results suggest the plant uses an arsenal of transcripts to respond to infection; however, this arsenal is not effective to prevent pathogen action and consequently the occurrence of bacterial leaf spot under the evaluated conditions. The present study is the first to produce information on the transcriptional reprogramming during the passion fruit-Xap interaction, which represents an important step for a better understanding of this pathosystem.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_leticia_carvalho_benitez.PDF: 2280565 bytes, checksum: b42ec255c82d36f41734b4fa831b83a0 (MD5) Previous issue date: 2012-05-02 / In agricultural systems, production is hardly influenced by adverse environmental conditions, including salinity.... / Nos sistemas agrícolas, a produção é severamente influenciada por condições ambientais adversas, dentre as quais se destaca a salinidade....

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_marcia_vaz_ribeiro.pdf: 713659 bytes, checksum: 2dc33e63ce136dffc6ae1dfd420cfab3 (MD5) Previous issue date: 2011-10-31 / The medicinal Alternanthera (Amaranthaceae) species, such as A. philoxeroides, present a great variety of bioactive compounds, among which are the betacyanins, nitrogen pigments that belong to the betalains class. These compounds are widely used as additives for food and drugs, due to their antioxidant action and lack of toxicity, which have already been proven. Techniques have been developed in order to improve productivity and performance of this pigment, one of those is the use of in vitro elicitors or in vivo stressing agents. Both have an important role in the transduction process of signals that regulate the defense genes in plants, acting as stimulators of production or degradation of several primary and secondary metabolites. This work aimed to assess, in A. philoxeroides plants, the growth and production characteristics of betacyanin in in vitro plants; the levels of photosynthetic pigments, betacyanins, lipid peroxidation and antioxidant enzymes activity in in vivo plants under salt stress, and also to quantify the level of betacyanin and the 5GT-DBs gene expression in the biosynthetic route of this compound in in vitro plants submitted to elicitation by NaCl and by tyrosine. For this, three trials were conducted. In the first one, A. philoxeroides explants were inoculated in MS medium with increasing NaCl concentrations (0, 50, 100, 150, 200 and 250 mM) for 35 days. In the second one, plants from in vitro cultures were acclimatized in greenhouses and irrigated with a sodium chloride solution (0, 200 and 400 mM) for 30 days. The third trial had two essays, one composed of in vitro A. philoxeroides plants in a liquid MS medium in vermiculite substrate for 35 days. After this period, a NaCl solution (400 mM) was added to the medium and the shoots were collected after 0, 12, 24, 36 and 48 hours of exposure. In the second one, nodal segments were inoculated in MS medium with and without tyrosine (0 e 75 µM), and its aerial parts were collected after 35 days. In the growth analysis, reduction of the averages was observed for the following variables: height, number of shoots, number of sprouts and root number and length; for the plants that have grown in the sodium chloride medium. The highest concentrations of betacyanins were found in the stalks of plants from MS medium, with 50 mM of NaCl. After 30 days of in vivo cultivation, the levels of chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoids decreased as the salt concentration increased, while the reason of chlorophyll a/b in plants submitted to a higher salt concentration presented a difference in comparison to the control. Higher levels of betacyanin were observed on stalks, when compared to the leaves, in the highest salt concentrations. On the leaves, there was a significant increase of lipid peroxidation and superoxide dismutase activity. On the roots, there was an increase of enzymes catalase and ascorbate peroxidase. Regarding the analysis of differential expression (qRT-PCR), it was possible to observe that from 12 to 24 hours of salt stress, the 5-GT gene expression firstly increased, then there was a decrease in 36 hours and a new increase in 48 hours. The 5-GT gene also showed increased expression as a response to tyrosine. It was possible to conclude that A. philoxeroides elicited in vitro with sodium chloride present a decrease of the assessed morphological parameters, but in low concentrations betacyanin synthesis is stimulated. Salt stress causes greater degradation in the photosynthetic pigments, increment of betacyanin synthesis in stalks and damage to the cell membranes of the leaves. The increase of antioxidant enzymes activity stimulated the protective system against oxidative stress on in vivo A. philoxeroides plants. It is suggested that in this species, the enzyme bethanidine 5-Oglucosyltransferase reaches its highest expression in 48 hours of exposure to salt elicitation and also when grown in a medium containing tyrosine. / As espécies medicinais do gênero Alternanthera (Amaranthaceae) como A. philoxeroides apresentam uma variedade de compostos bioativos, entre eles as betacianinas, que são pigmentos nitrogenados pertencentes à classe das betalaínas. Esses compostos são amplamente utilizados como aditivos de produtos alimentícios e medicamentos devido à sua comprovada ação antioxidante e ausência de toxicidade. Técnicas têm sido desenvolvidas para aprimorar a produtividade e o rendimento deste pigmento, sendo uma delas o uso de elicitores in vitro ou agentes estressantes in vivo. Ambos apresentam um importante papel no processo de transdução de sinais que regulam os genes de defesa nas plantas, agindo como estimuladores para a produção e ou degradação de diversos metabólitos, tanto primários quanto secundários. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar em plantas de A. philoxeroides, as características de crescimento e produção de betacianina em plantas cultivadas in vitro; os teores dos pigmentos fotossintéticos, betacianinas, peroxidação lipídica e atividade de enzimas antioxidantes em plantas cultivadas in vivo, sob estresse salino, além de, quantificar o teor de betacianina e a expressão do gene 5GT-DBs envolvido na rota biossintética, deste composto, em plantas in vitro submetidas à elicitação por NaCl e pelo aminoácido tirosina. Para isso, foram conduzidos três experimentos. No primeiro, explantes de A. philoxeroides foram inoculados em meio MS, com concentrações crescentes de NaCl (0, 50, 100, 150, 200 e 250 mM), durante 35 dias. No segundo, plantas provenientes da cultura in vitro foram aclimatizadas em casa de vegetação e irrigadas com solução de cloreto de sódio (0, 200 e 400 mM), por 30 dias. O terceiro experimento contou com dois ensaios, sendo o primeiro composto de plantas de A. philoxeroides cultivadas in vitro, em meio MS líquido, no substrato vermiculita, durante 35 dias. Após esse período, foi adicionada ao meio, solução de NaCl (400 mM) e coletada a parte aérea das plantas após 0, 12, 24, 36 e 48 horas de exposição ao sal, Já o segundo, segmentos nodais foram inoculados em meio MS, na presença e ausência de tirosina (0 e 75 µM), tendo sua parte aérea coletada após 35 dias de cultivo. Nas análises de crescimento observou-se redução das médias para as variáveis altura, número de gemas, número de brotos e no número e comprimento de raiz, nas plantas crescidas nos meios contendo cloreto de sódio. As maiores concentrações de betacianinas foram encontradas nos caules de plantas cultivadas em meio MS com 50 mM de NaCl. Após 30 dias de cultivo in vivo os teores de clorofilas a, clorofila b, e carotenóides decresceram à medida que aumentou a concentração de sal, enquanto a razão clorofila a/b das plantas submetidas à maior concentração de sal apresentou