Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2017-03-24T15:08:49Z No. of bitstreams: 1 Myrzania de Lira Guerra.pdf: 1530658 bytes, checksum: 73ad27186e300f4bbcd6fd5b19977dd1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-24T15:08:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Myrzania de Lira Guerra.pdf: 1530658 bytes, checksum: 73ad27186e300f4bbcd6fd5b19977dd1 (MD5) Previous issue date: 2015-07-24 / Xanthomonas campestris pv. viticola (Xcv) is the causal agent of grapevine bacterial canker. In the Submédio do Vale São Francisco in the northeast of Brazil, bacterial canker is one of the most important grapevine diseases, responsible for severe damage and representing a serious risk to Brazilian viticulture and wine production. The aims of this study were to: a) evaluate the ability of seven Xcv strains to adhere and form biofilms in vitro and to determine the influence of the culture medium and surfaces on biofilm formation, besides to study the biofilm architecture and swarming motility; and b) optimize a method of protein extraction for proteomic analysis of the Xcv, comparing the efficiency of four methods, based on the twodimensional gel electrophoresis profile (2D-PAGE). All the strains adhered to the wells of the polystyrene microtiter plate and formed biofilms in all liquid culture medium (nutrient brothdextrose- yeast extract, yeast extract-dextrose-calcium carbonate, KADO 523 and Luria-Bertani), though to different degrees (weak, moderate and strong). In glass tubes, only Xcv229 and Xcv158 strains formed biofilms. We identified Xcv229 as a strong biofilmproducing strain. Using confocal laser scanning microscopy (CLMS) only Xcv229 showed an initial matrix of biofilm structure after 24 h of growth. Scanning electron microscopy (SEM) images of strains Xcv229 and Xcv158 grown for 36 h on microtiter plates revealed typical biofilm architectures. Strain Xcv158 displayed a higher swarming motility than Xcv229, showing that in this case, biofilm formation is not motility-dependent. This is the first report of biofilm production by the bacterial plant pathogen Xcv. Trizol®, Phenol, Centrifugation and Lysis methods were tested and through quantitative and qualitative analysis, the most suitable method to obtain high-quality protein was selected. All methods enabled the extraction of a significant amount of proteins; nevertheless, the centrifugation method allowed obtaining the highest concentration of solubilized proteins. However, the analysis of the 2D-PAGE gel images revealed a larger number of spots in the lysis method when compared to the others. Taking into consideration the quality of the results and the practical advantages of the lysis method, this is recommended as the best option for total protein extraction of Xcv for proteomic studies. / Xanthomonas campestris pv. viticola (Xcv) é o agente causal do cancro bacteriano da videira. No Submédio do Vale São Francisco, no nordeste do Brasil, o cancro bacteriano é uma das doenças mais importantes dessa cultura, sendo responsável por grandes prejuízos, o que representa um sério risco para a viticultura brasileira. Os objetivos deste estudo foram: a) avaliar a capacidade de sete isolados de Xcv para aderir e formar biofilmes in vitro e determinar a influência do meio de cultura e das superfícies na formação de biofilme, além de investigar a arquitetura do biofilme e motilidade swarming; e b) otimizar um protocolo para extração de proteínas para análise da proteômica de Xcv, comparando a eficiência de quatro métodos com base no perfil de eletroforese em gel bidimensional (2D-PAGE). Todos os isolados aderiram aos poços da placa de microtitulação de poliestireno e formaram biofilmes nos meios de cultura líquidos testados (caldo nutriente-dextrose-extrato de levedura, extrato de levedura-dextrose-carbonato de cálcio, KADO 523 e Luria-Bertani), em níveis fraco, moderado e forte. Em tubos de vidro, apenas os isolados Xcv229 e Xcv158 formaram biofilmes. Xcv229 foi considerado um forte produtor de biofilme. Na microscopia confocal a laser (MCL) apenas em Xcv229 visualizou-se a matriz inicial da estrutura do biofilme, após 24 h de crescimento. As imagens da microscopia eletrônica de varredura (MEV) de Xcv229 e Xcv158 crescidos durante 36 h em placas de microtitulação revelaram arquiteturas típicas de biofilme. O isolado Xcv158 apresentou uma maior motilidade swarming do que Xcv229, mostrando que, neste caso, a formação de biofilme é independente da motilidade. Este é o primeiro relato de produção de biofilme bacteriano pela fitobactéria Xcv. Os métodos Trizol®, fenol, centrifugação e lise foram analizados quantitativa e qualitativamente, para selecionar o mais adequado na obtenção de proteína de alta qualidade. Todos permitiram a extração de uma quantidade significativa de proteínas, no entanto, o método de centrifugação resultou numa maior concentração de proteínas solubilizadas. A análise das imagens do gel 2D-PAGE revelou um maior número de spots no método de lise, quando comparado com os outros. Levando-se em consideração a qualidade dos resultados e as vantagens práticas do método de lise, este é recomendado como a melhor opção para extração de proteínas totais de Xcv para estudos de proteômica.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2017-03-24T15:23:14Z No. of bitstreams: 1 Neilza Reis Castro.pdf: 808047 bytes, checksum: 0e860ed49b31ae3ea85bc00fa7f214bd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-24T15:23:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neilza Reis Castro.pdf: 808047 bytes, checksum: 0e860ed49b31ae3ea85bc00fa7f214bd (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Heliconias are flowers most cultivated inside world floriculture tropical in Brazil northeast, but its yield has being affected by Fusarium wilt caused by Fusarium oxysporum f.sp. cubense. The present study had as objective to verify disease occurrence, to evaluate inoculation methods, characterize isolates considering morphology, aggressivety and genetical diversity, identify resistance sources, to verify efficiency of fungical filtrate in distinction of resistance and susceptibility and, at the end, involvement of structural mechanisms in pathogen-host interaction. The disease occurrence was evaluated in 28 farms at Pernambuco, Alagoas and Sergipe, Brazil. After isolates obtaintion, were tested inoculation methods by injection on bottom of pseudo stem, “meia lua” method, depositing inoculants around plant and “dipping”, where roots are wounded, immersed in suspension and replanted after. The plants were evaluated by external and internal symptoms, considering disease index with variation of 1 to 6. For morphological characters, isolates were incubated for five days in microculture, after observed with optical microscopy. Micro and macroconidia were measured by micrometric lents, with increase of 40X. The aggressivity of isolates was determined colony disks in stems of H. psittacorum cv. Alan carle detached and perfured. Stems were incubated in humid chamber during five days. The evaluation was according with vascular darking in stem diameter and was based in index disease with notes variation of 1 a 4. Genetical diversity was verified bymolecular analysis and vegetative compatibility agroupment technique. For molecular analysis, it was realized Polymerase Chain Reaction (PCR) using 37 oligonucleotides of Inter-simple Sequence Repeat (ISSR) and eletrophoretical run in agarosis gel (2%). Binary data were analyzed by GENES 2.0 program. VCG was determined by nit mutants obtaintion, by complete medium (CM), potato-dextrose-clorate (PDC) and minimum medium (MM) sequence. For groupment formation Mutants were pared for complementary test by observation of heterocarion. For identification of resistance sources, 12 species of heliconia were inoculated by injection with isolate considering higher aggressivity and, after 40 days were done evaluations based on disease index. Fungical extract was obtained after fungus incubation during 24 days in Czapek medium, being used concentrations of 25, 50, 75 and 100%. Aliquots of 1mL were deposited on detached leaves of resistant plants of Heliconia psittacorum cv. Golden Torch, and of susceptible H.psittacorum cv. Alan Carle. Leaves inoculated were in humid chamber condition for 24, 48 and 72 hours. Structural mechanisms involved in interaction were observed by histological cuts on roots of used species at resistance sources studies and treatments wereinoculated and no inoculated with F.oxysporum f.sp. cubense. It was observed Fusarium wiltoccurrence in 88% of farms of tropical flowers production, where were obtained 31 isolates of F. oxysporum f.sp. cubense. Injection method showed be more efficient, with characteristics disease symptoms in lower time interval, at 36 days. Macroconidia showed variation of 25,56 μm x 3,7 μm to 33,92 μm x 3,39 μm and microconidia variation of 6,23 μm x 2,01 μm to 10,3 μm x 3,35 μm, dimension obtained for conidia were with variation for specie. It was observed distinction of three groups for aggressivity, where 15 isolates were considered intermediary aggressivity, eight lower aggressivity isolates. Methods used for genetical diversity showed genetical variability. At molecular analysis was formed five groups considering a genetical distance of 70% and genetical similarity varying of 0,51 to 0,94. At VCG study was observed formation of three groups, but 71% of isolates did not belong none group. Both of techniques determined high genetical diversity and not geographical correlation among isolates of the same area. Species H. bihai, H. psittacorum cv. Golden Torch, H. psittacorum cv. Golden Torch Adrian, H. rostrata, H. stricta Capri, H. psittacorum cv. Sassy and H. caribea were considered resistant to Fusarium wilt. Species moderally resistant were H. latispatha and H. wagneriana. Heliconia. psittacorum cv.Alan Carle and H. chartacea cv. Sexy Pink were susceptible while H. stricta Fire Bird was highly susceptible. Fungical filtrate concentrate in 50 % was the mostefficient of resistance distinction and susceptibility on cultivars. In structural mechanisms it was observed that there is not relation between diameter and lignification of celular wall with pathogen resistance, because in some resistant species did not show increase of diameter or lignin accumulation. / As helicônias são as flores mais cultivadas dentro da floricultura tropical no Nordeste brasileiro, porém sua produção vem sendo afetada pela murcha de fusário, causada pelo fungo Fusarium oxysporum f.sp. cubense. O presente estudo objetivou verificar a ocorrência da doença, avaliar métodos de inoculação, caracterizar os isolados quanto a morfologia, agressividade e diversidade genética, identificar fontes de resistência, verificar a eficiência do filtrado fúngico na distinção de resistência e suscetibilidade e, por fim, o envolvimento de mecanismos estruturais na interação patógeno-hospedeiro. A ocorrência da doença foi avaliada em vinte e oito propriedades nos estados de Pernambuco, Alagoas e Sergipe. Após a obtenção dos isolados, foram testados os métodos de inoculação de injeção na base do pseudocaule, método de “meia lua”, depositando-se o inóculo em torno da planta e “dipping”, onde as raízes das plantas são feridas, imersas na suspensão e depois replantadas. As plantas foram avaliadas pelos sintomas internos e externos, com base em escala de notas que variavam de 1 a 6. Para os caracteres morfológicos, os isolados foram incubados por cinco dias em microcultura e, em seguida, observados com auxílio de microscópio ótico. Os macroconídios e os microconídios foram medidos através da lente micrométrica com aumento de 40X. A agressividade dos isolados foi determinada por inoculação de discos de colônia em colmos de Heliconia psittacorum cv. Alan carle destacados e perfurados. Os colmos foram incubados sob condição de câmara úmida por cinco dias. A avaliação foi de acordo com o escurecimento vascular no diâmetro do colmo e baseou-se na escala denota variando de 1 a 4. A diversidade genética foi verificada através da análise molecular e da técnica de grupamento de compatibilidade vegetativa (VCG). Para análise molecular, realizou-se a Polymerase Chain Reaction (PCR) utilizando-se trinta e sete oligonucleotídeos de Inter-simple Sequence Repeat (ISSR) e a corrida eletroforética em gel de agarose (2%). Os dados binários foram analisados pelo programa Genes 2.0. O VCG foi determinado através da obtenção de mutantes nit, pelas seqüências nos meios completo (MC), batata-dextrose-clorato (BDC) e meio mínimo (MM). Para a formação de grupamentos, os mutantes foram pareados para o teste de complementariedade através da observação da formação do heterocárion. Na identificação de fontes de resistência, doze espécies de helicônia foram inoculadas por injeção com o isolado considerado de maior agressividade e após quarenta dias foram feitas as avaliações baseada na escala de notas. O filtrado fúngico foi obtido após o cultivo do fungo por vinte e quatro dias em meio Czapeksendo utilizadas as concentrações de 25, 50, 75 e 100%. Alíquotas de 1 mL foram depositadas sobre a superfície de folhas destacadas das plantas resistentes de Heliconia psittacorum cv.Golden torch, e das suscetíveis H. psittacorum cv. Alan carle. As folhas inoculadas ficaram em condição de câmara úmida por 24, 48 e 72 horas. Os mecanismos estruturais envolvidos na interação foram observados por cortes histológicos nas raízes das espécies utilizadas no estudo de fontes de resistência e os tratamentos foram inoculados e não inoculados com F. oxysporum f.sp. cubense. Foi constatada a ocorrência da murcha de fusário em 88% das propriedades visitadas, de onde foram obtidos trinta e um isolados do fungo. O método de injeção mostrou ser o mais eficiente, apresentando os sintomas característicos da doença em menor intervalo de tempo, aos trinta e seis dias. Os macroconídios apresentaram variação de 25,56 μm x 3,7 μm a 33,92 μm x 3,39 μm e os microconídios a variação de 6,23 μm x 2,01 μm a 10,3 μm x 3,35 μm. Observou-se a distinção de três grupos quanto à agressividade, onde quinze isolados foram enquadrados com de agressividade intermediária, oito foram de maior agressividade e oito foram de menor agressividade. As técnicas utilizadas no estudo de diversidade genética apresentaram alta variabilidade genética. Na análise molecular formaram-se cinco grupos considerando uma distância genética de 70% e uma dissimilaridade genética variando de 0,51 a 0,94. No estudo de VCG observou-se a formação de três grupos, porém 71% dos isolados não fizeram parte de nenhum grupo. Ambas as técnicas determinaram uma alta diversidade genéticae a não correlação geográfica entre os isolados pertencentes a uma mesma região. As espécies Heliconia bihai, H. psittacorum cv. Golden Torch, H. psittacorum cv. Golden Torch Adrian, H. rostrata, H. stricta cv. Capri, H. psittacorum cv. Sassy e H. caribea foram consideradas resistentes à murcha de fusário. As espécies moderadamente resistentes foram H. latispatha e H. wagneriana. Heliconia psittacorum cv. Alan Carle e H. chartacea cv. Sexy Pink foram as suscetíveis enquanto que a H. stricta cv. Fire Bird foi altamente suscetível. O filtrado fúngico concentrado em 50% foi o mais eficiente na distinção de resistência e suscetibilidade nas cultivares. Na avaliação dos mecanismos estruturais observou-se que não há relação entre a espessura e lignificação da parede celular com a resistência ao patógeno, pois em algumas espécies resistentes não constatou-se o aumento de espessura ou acúmulo de lignina.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2017-03-27T12:03:26Z No. of bitstreams: 1 Paula Radaelli.pdf: 1280329 bytes, checksum: 00e048f01119106e351e005b652d1b99 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T12:03:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paula Radaelli.pdf: 1280329 bytes, checksum: 00e048f01119106e351e005b652d1b99 (MD5) Previous issue date: 2009-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The vegetative propagation of the grapevine (Vitis spp.) facilitates the dissemination of pathogens, such as viruses, favoring the appearance of complex diseases, by accumulation of different virus species in the same plant. Among the diseases that affect the grapevine, those caused by viruses are the most difficult to control because the dissemination and the accumulation of viruses are favored by the transport and use of infected propagative material. Due to advanced studies with molecular biology, evidences suggest that some grapevine viruses, as Rupestris stem pitting-associated virus (RSPaV), Grapevine leafroll-associated virus 2 (GLRaV-2) and Grapevine fanleaf virus (GFLV) frequently present polymorphic sequences, as well as mixing infections with other viruses, making difficult to define the biological properties of the different virus variants. Therefore, one objective of this work was to evaluate the variability of these three important viruses of grapevine using the molecular characterization of the coat protein (CP) gene. Fragments comprising the complete CP genes of RSPaV, GLRaV-2 and of GFLV isolates were amplifiedby RT-PCR, using primers for specific regions of each viral species, allowing the separation of the isolate groups by phylogenetic analyses of the sequences. The isolates of each viral species here studied were additionally detected by non-radioactive probes with digoxigenin, allowing unambiguous identification of infected samples, independently of the isolate used as template for probe synthesis. The methods of diagnosis of the grapevine virus diseases can be divided in three categories. The two traditional ones include the biological tests and the serologic diagnosis. Recently, the molecular methods of diagnosis have been developed, comprising the tests RT-PCR, IC-RT-PCR and real time RT-PCR. This last one is the most advanced technique of diagnose and quantification of nucleic acids, accomplishing amplifications in precisely way and with higher reproducibility, allowing the detention of more than one virus in a single reaction. Considering the difficulties to detect virus in grapevine, and the high cost of the diagnosis methods it was considered the production ofantisera against isolates of GLRaV-2 and Grapevine virus B (GVB), developed from CPs expressed in Escherichia coli and to test the possibility of using themfor detecting these two viruses in infected grapevines. The CP genes were amplified by RT-PCR, cloned, sequenced and later subcloned, where the recombinant plasmids were employed in the transformation of E. coli and in the expression of CPs. The proteins were purified, their identities confirmed by SDS-PAGE and Western blot and used for immunizing rabbit. The antisera produced against these proteins were capable to recognize corresponding recombinant proteins in Western blot and to detect GLRaV-2 and GVB in infected grapevines by indirect ELISA, as well as discriminating healthy and infected grapevines. Many viruses that infect grapevine occur in concentrations under the limit of detention of the diagnostic tests commonly used. Considering this fact, another objective of the present work was to detect important viruses of the genera Closterovirus (GLRaV-2) and Ampelovirus (Grapevine leafroll-associated virus 1 - GLRaV-1 and Grapevine leafroll-associated virus 3- GLRaV-3), family Closteroviridae, as well as the viruses of the genera Foveavirus (RSPaV) and Vitivirus (Grapevine virus A (GVA) and the GVB),family Flexiviridae, by real time RT-PCR (TaqMan®). For ampelovirus, with degenerate primers and specific probes GLRaV-1 and GLRaV-3 were detected in isolates and/or cultivars tested. For closterovirus with degenerate primers and specific probes GLRaV-2 was detected in all cultivars tested and in Nicotiana benthamiana. The members of the family Flexiviridae GVA, GVB and RSPaV were detected by multiplex RT-PCR (TaqMan®), demonstrating that RT-PCR TaqMan® is a fast method for molecular diagnosis, quantitative, reliable, sensitive and applicable for detecting more than one virus in the same reaction. / A videira (Vitis spp.), por ser propagada vegetativamente, facilita a disseminação de patógenos, como os vírus, favorecendo o aparecimento de doenças complexas, pelo acúmulo de diferentes espécies virais numa mesma planta. Entre as doenças que afetam a videira, as viroses são as mais difíceis de controlar, pois a disseminação e o acúmulo de vírus são favorecidos pelo transporte e emprego de material propagativo infectado. Devido a avançados estudos por meio da biologia molecular, evidências sugerem que alguns vírus em videira, como Rupestris stem pitting-associated virus (RSPaV), Grapevine leafroll-associated virus 2 (GLRaV-2) e Grapevine fanleaf virus (GFLV) frequentemente apresentam muitas seqüências variáveis, bem como infecções mistas com outros vírus, dificultando a definição das propriedades biológicas das diferentes variantes deste vírus. Um dos objetivos do presente trabalho foiavaliar a variabilidade genética destes três importantes vírus da videira através da caracterização molecular do gene da proteína capsidial (CP). Foram amplificados fragmentos que compreendem os genes completos da CP de isolados de RSPaV, GLRaV-2 e de GFLV por RT-PCR, utilizando-se primers específicos para cada espécie viral, permitindo a separação em grupos dos isolados estudados por análise filogenética das seqüências obtidas. Os diferentes isolados das três espécies virais estudadas também foram detectados utilizando-se hibridização com sondas não radioativas, marcadas com digoxigenina, possibilitando identificar de forma inequívoca as amostras infectadas, independentemente dos isolados virais empregados para síntese das sondas. Os métodos de diagnóstico das viroses da videira podem ser divididos em três categorias. As duas tradicionais incluem os testes biológicos e o diagnóstico sorológico. Mais recentemente, desenvolveram-se os métodos de diagnóstico molecular, com os testes RT-PCR, IC-RT-PCR e RT-PCR em tempo real. Este último é o mais avançado para diagnose e quantificação deácidos nucléicos, pois realiza amplificações de maneira precisa e com maior reprodutibilidade, além de permitir a detecção de mais de um vírus em uma só reação. Devido às dificuldades em detectar vírus em videira, além do custo elevado dos métodos de diagnose, propôs-se a produção de antissorosespecíficos contra isolados de GLRaV-2 e Grapevine virus B (GVB), desenvolvidos a partir da proteína capsidial expressa em Escherichia coli, e testar seu possível uso para a detecção destes dois vírus, em videiras infectadas. Os genes das CPs foram amplificados via RT-PCR, clonados, seqüenciados e posteriormente subclonados, onde os plasmídeos recombinantes foram empregados na transformação de E. coli e na expressão das proteínas capsidiais. Estas foram purificadas, suas identidades confirmadas em SDS-PAGE e “Western blot”, utilizadas para imunizar coelho. Os antissoros produzidos contra estas proteínas foram capazes de reconhecer as proteínas recombinantes correspondentes em “Western blot” e detectar GLRaV-2 e GVB em tecidos infectados de videiras pelo ELISA indireto, bem como discriminar videiras sadias e infectadas. Muitos vírus que infectam a videira ocorrem em concentrações abaixo do limite de detecção dos testes diagnósticos comumente utilizados. Com isso, um outro objetivo deste trabalho foi detectar importantes vírus dos gêneros Closterovirus (GLRaV-2) eAmpelovirus (Grapevine leafroll-associated virus 1- GLRaV-1 e Grapevine leafroll-associated virus 3 - GLRaV-3), família Closteroviridae, bem como os vírus dos gêneros Foveavirus (RSPaV) e Vitivirus (Grapevine virus A (GVA) e GVB), família Flexiviridae, através de RT-PCR em tempo real (TaqMan®). Para ampelovírus, com primers degenerados e sondas específicas, foram detectados GLRaV-1 e GLRaV-3 nos isolados e /ou cultivares testados. Para closterovírus, com primers degenerados e sonda específica, detectou-se GLRaV-2 em todas as cultivares testadas e em Nicotiana benthamiana. Os membros da família Flexiviridae GVA, GVB e RSPaV foram detectados através de multiplex RT-PCR (TaqMan®), demonstrando-se assim, que a RT-PCR TaqMan® é um método de diagnóstico molecular rápido, quantitativo, confiável, sensível e capaz de detectar mais de um vírus na mesma reação.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2017-03-27T14:39:39Z No. of bitstreams: 1 Sandra Roberta Vaz Lira maranhao.pdf: 2855531 bytes, checksum: 3737944b18a79222d3829003afbff70c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T14:39:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sandra Roberta Vaz Lira maranhao.pdf: 2855531 bytes, checksum: 3737944b18a79222d3829003afbff70c (MD5) Previous issue date: 2010-03-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Community trophic structure and spatial distribution of nematodes, in particular Meloidogyne spp. and Pratylenchus zeae, in soil at field renovation and harvest of sugarcane (Saccharum spp.) are fundamentals for understanding shifts in population dynamic and consequent effects on crop production. The objectives of the present study were 1) to characterize plant parasitic nematode community, correlate trophic groups, and asses the influence of crop field renovation and harvest period on nematode community under different edaphic and climatic conditions at Northeastern Brazil; 2) to compare variations on population density of Meloidogyne sp. and Pratylenchus sp. in areas with different edaphic and climatic attributes, from crop field renovation to harvest, using regression models and the area under population density curve (AUPDC) of the nematode to evaluate the variations; and 3) to characterize the magnitude of spatial dependence of Pratylenchus sp. population densities in sugarcane roots and map the populationdensities using geostatistics. Evaluations were carried out in Zone of North and South Mata of Pernambuco and South Cost of Paraíba, in costal tables and swamp, lean and sheet lands. The results pointed out that plant parasitic nematodes population dynamic is dependent on physic-chemical soil characteristics and possible sugarcane variety. In lean and sheet lands from South and irrigated costal table from North Mata Zone of Pernambuco, the dominance of plant parasitic nematodes tended to increase highly along with crop development, although decrease in taxa abundance was registred. Contrary situation occurred in no irrigated costal table (North Mata of Pernambuco and South Coast of Paraíba) and lean landof North Mata of Pernambuco. In swamp lands, abundance and dominance of plantparasitic nematodes and the other taxa seem to be lowly affected during crop season. Among the plant parasitic nematodes Meloidogyne sp. and Pratylenchus sp. were the dominant taxa in all areas and periods evaluated, except in lean and swamp lands from South Mata at harvest in which the dominant taxa were Helicotylenchus sp. and Xiphinema sp. Epidemiological studies pointed out that in swamp, lean and sheet lands Pratylenchus sp. population increase described quadrate function. None of the tested model fitted Meloidogyne sp. population density on the studied areas, neither any parasite on costal tables. The lowest (P≤0.05) values of AUPDC for Meloidogyne sp., in soil or root, occur in lean and sheet lands, and the highest (P≤0.05) in costal tables and swamp. To Pratylenchus sp.the lean land and costal table showed the lowest (P≤0.05) AUPDC in soil and root, respectively. The highest (P≤0.05) AUPDC in root occur in no irrigated costal table,swamp, sheet and lean lands; and in soil in sheet and lean land. The highest reproduction factor of Pratylenchus sp., in soil or root, was verified in costal table, and the lowest in swamp in root. In swamp soil Meloidogyne sp. and Pratylenchus sp, with no association, inverse correlated with mensal precipitation. In contrast, at the same area, the highest Pratylenchus sp. population densities in root were associated to the highest mensal precipitations. In lean and sheet lands the accumulated precipitation negatively affected Meloidogyne sp. e Pratylenchus sp. population density, especially the second one, in root and soil, similarly to swamp. Geostatistic evaluations pointed out that the spherical model best fitted in all areas evaluated. In general, swamp land and costal table areas showed weak dependence in contrast with lean and sheet lands that dependence ranged from weak to strong, depending on sampling period. According to semivariograms, they are isotropic models, in which one model is enough to describe the nematode spatial variability. Thekrigagen maps showed Pratylenchus sp. spatial variability with gradual increase in sampling. / A estrutura da comunidade trófica e distribuição espacial de nematóides, em particular Meloidogyne spp. e Pratylenchus zeae, presente no solo por ocasião da renovação e colheita da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) são fundamentais para compreensão das variações na dinâmica populacional desses organismos e conseqüentes efeitos na produtividade agrícola. Os objetivos do presente estudo foram: 1) caracterizar a comunidade de nematóides parasitos de planta, correlacionar grupos tróficos e determinar a influência das épocas de renovação e colheita de canaviais na comunidade de nematóides em diferentes condições edafoclimáticas do Nordeste; 2) comparar as variações nas densidades populacionais de Meloidogyne sp. e Pratylenchus sp. em áreas com diferentes atributos edafo-climáticos, no período compreendido entre a renovação e a colheita da cana-de-açúcar, usando modelos de regressão e a área abaixo da curva da densidadepopulacional (AACDP) do nematóide para avaliar as variações; e 3) caracterizar a magnitude da dependência espacial das densidades populacionais de Pratylenchus sp. em raízes de cana-de-açúcar e mapear as densidades populacionais desse parasito usando geoestatística. As avaliações foram conduzidas na Zona da Mata Norte e Sul de Pernambuco e Litoral Sul da Paraíba, em áreas de tabuleiro, várzea, encosta e chã. Os resultados obtidos indicaram que a dinâmica populacional dos nematóides parasitos de planta é dependente das características físico-químicas do solo e, possivelmente, da variedade de cana-de-açúcar cultivada. Em áreas de encosta e chã da Mata Sul e tabuleiro irrigado da Mata Norte de Pernambuco, a dominância dos parasitos de planta tende a aumentar sensivelmente com o desenvolvimento da cultura, embora declínio na abundânciados taxa seja verificado. Situação inversa ocorre em tabuleiros em regime de sequeiro (Mata Norte de Pernambuco e Litoral Sul da Paraíba) e encosta da Mata Norte de Pernambuco. Em áreas de várzea, as abundâncias e dominâncias dos parasitos de plantas e demais taxa parecem ser pouco afetadas durante o ciclo da cultura. Entre os Parasitos de planta, Meloidogyne sp. e Pratylenchus sp. foram os taxa dominantes nas áreas e épocas estudadas, exceto na colheita em áreas de encosta e chã da Mata Sul, cujos taxa dominantes foram Helicotylenchus sp. e Xiphinema sp. Os estudos epidemiológicos indicaram que em várzea, encosta e chã o crescimento populacional de Pratylenchus sp. descreveu função quadrática. Nenhum dos modelos usados descreveu adequadamente as variações nas densidades populacionais de Meloidogyne sp. nas áreas estudadas, nem o comportamento de quaisquer dos parasitos em tabuleiros. Os menores (P≤0,05) valores da AACDP para Meloidogyne sp., no solo ou raiz, ocorreram em encosta e chã, e os maiores (P≤0,05) emtabuleiros e várzea. Para Pratylenchus sp. as áreas de encosta e tabuleiro apresentaram os menores (P≤0,05) valores de AACDP na raiz e solo, respectivamente. As maiores (P≤0,05) AACDP na raiz ocorreram em chã, encosta, tabuleiro não irrigado e várzea; e no solo em chã e encosta. O maior fator de reprodução de Pratylenchus sp., em solo ou raiz, foi detectado em tabuleiro e o menor em várzea na raiz. No solo, em várzea, a densidade populacional de Meloidogyne sp. e Pratylenchus sp., isoladamente, correlacionaram-se inversamente com a precipitação mensal. Ao contrário, na mesma área, as maiores densidades populacionais de Pratylenchus sp. na raiz estavam associadas às maiores precipitações mensais. Nas áreas de chã e encosta a precipitação acumulada afetou negativamente a densidade populacional de Meloidogyne sp. e Pratylenchus sp.,principalmente a do segundo, no solo e na raiz, semelhante ao que ocorreu na área devárzea. Os estudos de geoestatística indicaram que o modelo esférico proporcionou o melhor ajuste para a maioria das áreas. Em geral, as áreas de várzea e tabuleiro apresentaram grau de dependência fraco enquanto nas áreas de chã e encosta a dependência variou de fraco a forte, dependendo da época de amostragem. Considerando os semi-variogramas obtidos, trata-se de modelos isotrópicos, onde um único modelo foi suficiente para descrever a variabilidade espacial do nematóide. Os mapas de krigagem mostraram variabilidade espacial de Pratylenchus sp. com aumento gradual entre as amostragens

Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-09-18T13:33:07Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2023955 bytes, checksum: c00bada9d7cdc721128642c40a1fc2a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-18T13:33:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2023955 bytes, checksum: c00bada9d7cdc721128642c40a1fc2a1 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / Na natureza, um fitopatógeno geralmente está sob influência de um complexo de microrganismos, que associados garantem o equilibrio ecológico estável. Com foco no fungo nematófago Pochonia chlamydosporia, começamos investigando sua compatibilidade com Bradyrhizobium japonicum em soja e a influência dessa interação sobre o controle do nematoide das galhas e sobre a absorção de nutrientes pela planta. Constatou-se que a aplicação conjunta desses dois organismos não prejudica a ação de controle de nematoides por P. chlamydosporia e nem a fixação de N 2 por B. japonicum. Adicionalmente, quando os dois agentes estavam juntos, ocorreu maior produção de nódulos da bactéria nas raízes e aumento do conteúdo de Fe na parte aérea das plantas de soja. No segundo capítulo, a compatibilidade dos agentes de controle biológico de nematoides, P. chlamydosporia e P. penetrans foi avaliada. A co-aplicação dos microrganismos possibilitou maior redução do número de ovos do nematoide do que a aplicação em separado e foi possível observar a associação do fungo nas raízes infectadas por nematoides colonizados por P. penetrans. Pesquisamos ainda, no terceiro capítulo, a presença de vírus em isolados de P. chlamydosporia. Dos dezoito isolados avaliados, apenas um (Pc-M4) estava infectado por dois virus, um com genoma de RNA fita dupla (dsRNA) e outro de RNA fita simples sentido negativo (-ssRNA). Os nomes propostos para os micovírus são Pochonia chlamydosporia chrysovirus 1 (PcCV1) e Pochonia chlamydosporia negative-stranded RNA virus 1 (PcNSRV1). Ensaios biológicos do isolado fúngico Pc-M4 revelaram que este foi capaz de parasitar ovos, produzir metabólitos e proteases letais aos juvenis e reduzir a reprodução do nematoide de galhas M. javanica. Os resultados apresentados indicam que o fungo P. chlamydosporia é capaz de interagir com diferentes organismos sem perder a capacidade de controlar o nematoide de galhas e de promover o crescimento vegetal, o que faz dele um excelente agente de biocontrole de nematoides. / In nature, a plant pathogen is usually under the influence of a complex of microorganisms, which guarantees stable ecological balance. Focusing on the nematophagous fungus Pochonia chlamydosporia, we started investigating its compatibility with Bradyrhizobium japonicum in soybean. We also looked at the influence of this interaction on the control of the root knot nematode and on the nutrient uptake by the plant. It was found that the joint application of these two organisms does not affect the action of control of nematodes by P. chlamydosporia nor the fixation of N 2 by B. japonicum. In addition, when the two agents were together, there was a higher production of nodules of the bacteria in the roots and an increase in the Fe content in the aerial part of the soybean plants. In the second chapter, the compatibility of biological control agents of nematodes, P. chlamydosporia and P. penetrans was evaluated. The co-application of the microorganisms allowed a greater reduction in the number of nematode eggs than the separate application. It was possible to observe the association of the fungus in the roots infected by nematodes colonized by P. penetrans. We also investigated the presence of viruses in isolates of P. chlamydosporia in the third chapter. Of the eighteen isolates evaluated, only one (Pc-M4) was infected by two viruses, one with double-stranded RNA genome (dsRNA) and the other with RNA single-stranded sense negative (-ssRNA). The proposed names for the mycoviruses are Pochonia chlamydosporia chrysovirus 1 (PcCV1) and Pochonia chlamydosporia negative-stranded RNA virus 1 (PcNSRV1). Biological assays of the fungal isolate Pc-M4 revealed that it was able to parasitize eggs, produce metabolites, lethal proteases to juveniles and reduce reproduction of M. javanica. The results indicated that the fungus P. chlamydosporia is capable of interacting with different organisms without losing the ability to control the root knot nematode and to promote plant growth. This makes it an excellent biocontrol agent for plant parasitic nematodes.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-09-19T11:12:48Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1966574 bytes, checksum: 9a74f6b3cb6b04d280008a26f090b161 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-19T11:12:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1966574 bytes, checksum: 9a74f6b3cb6b04d280008a26f090b161 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A cultura do feijoeiro comum no Brasil, além do imenso valor que representa na cadeia econômica e para milhares de agricultores no país, é fundamental devido à contribuição que possui na segurança alimentar da população. Cultivares com evento de resistência ao Bean golden mosaic virus (begomovirus), vírus responsável por causar uma das doenças que mais afeta a produtividade da cultura no país, foram desenvolvidas após vários anos de pesquisas. Infecções durante testes em campo desses materiais por outro vírus, o Cowpea mild mottle virus (carlavirus), gerou novas preocupações tanto aos pesquisadores envolvidos no projeto do feijoeiro resistente ao mosaico dourado quanto aos produtores que aguardavam a liberação comercial dessas cultivares. Apesar de alguns trabalhos já terem sido desenvolvidos a fim de se avaliar os prejuízos produtivos que o CPMMV causa sobre as isolinhas transgênicas de feijoeiro, assim como sua distribuição, nenhum conhecimento se tem sobre a diversidade desse vírus em feijão comum ou transgênico no Brasil, e poucos trabalhos dessa natureza são encontrados na literatura até hoje. Nesse trabalho, buscou-se avaliar a variabilidade de populações do CPMMV para cada uma de quinze cultivares de feijoeiro comum, sendo dez transgênicas (resistentes ao BGMV) e cinco convencionais, em um campo experimental com ocorrência e transmissão natural do CPMMV. Também foram quantificados os níveis virais em cada cultivar a partir de três repetições. Para cada uma das quinze plantas representando 15 diferentes genótipos de feijoeiro comum, o genoma completo de cinco isolados de CPMMV foi sequenciado pela montagem de sequenciamentos de blocos de PCR. Diferenças foram encontradas na variabilidade dos cinco isolados de CPMMV em plantas transgênicas e em plantas convencionais. Os valores dos descritores de variabilidade π, S, K e Θ foram geralmente maiores nos grupos de isolados de plantas transgênicas. Isso se repetiu para todas as ORF’s virais analisadas. As ORF’s 2, 3 e 4 foram as que tiveram a maior diversidade registrada, enquanto que a diferenças entre os grupos já citados foi mais perceptível nas regiões das ORF’s 2, 5 e 6. Eventos de recombinação foram encontrados na ORF 1 viral, quase sempre ocorrendo em isolados de plantas transgênicas, assim como alguns na ORF 2 e 6. Analisando as sequencias da ORF 1, nota-se que os cinco isolados de cada planta se agrupam e tendem a formar clados próximos a grupos de isolados de genótipos hospedeiros similares, o que pode decorrer da interação entre a replicase viral e a planta. Para a região 3’ do genoma, houve a separação do conjunto de 75 isolados em dois grupos de variantes. A identidade nucleotídica par a par entre isolados de grupos distintos variou entre 75 e 85%. Pelos testes de seleção, existe evidência significativa de que vária populações virais estão sobre processo de seleção não neutra. O acúmulo viral não teve diferença significativa entre plantas transgênicas e convencionais. A quantificação também não revelou diferenças em níveis virais em plantas transgênicas originadas de retrocruzamentos com a cultivar Pérola em comparação aos níveis naquelas retrocruzadas com a cultivar BRS Pontal. Os resultados desse trabalho reforçam resultados anteriores de que dois grupos de estirpes de CPMMV estão distribuídos pelas regiões produtoras brasileiras, provavelmente pela presença em plantas daninhas (onde a variabilidade desse vírus nunca foi analisada) e em hospedeiros cultivados como o próprio feijoeiro. Também comprova a alta variabilidade desse vírus de RNA, principalmente nas novas cultivares de feijoeiro resistente ao mosaico dourado por transgenia. É provável que a presença de BGMV nas cultivares convencionais e consequentemente a infecção mista dos dois vírus tenha algum efeito sobre os valores de variabilidade apresentados nesse estudo. Os mecanismos moleculares dessa interação, porém, não são conhecidos. Os resultados apresentados e o fato de que hospedeiros não cultivados estão distribuídos por grandes áreas de produção e que estes podem atuar como reservatório viral, além da grande distribuição da mosca branca pelo Brasil, fazem com que novos trabalhos com esse patógeno sejam de extrema importância. / The common bean crop in Brazil, besides its economic importance, represents a major source of what is daily consumed by Brazilian population in terms of proteins and carbohydrates, contributing to food security. Cultivars with a transgenic resistance event to Bean golden mosaic virus (begomovirus), a virus that causes one of the most important diseases of common bean, were developed after many years of research. The release of these cultivars immune to BGMV is undergoing difficulties because of the re-emergence of Cowpea mild mottle virus (carlavirus) in common bean, which has raised some concerns for the researchers and the growers. Although works to access the damage potential into different genotypes of these resistant isolines and to investigate the virus distribution are being reported, no study is found evaluating CPMMV molecular characteristics and diversity in transgenic as well as conventional common bean cultivars in Brazil. In fact, there are very few studies of this kind globally. The objective of this work was to evaluate the variability on CPMMV populations from each of the fifteen common bean cultivars, ten transgenic and resistant to BGMV, and five conventional cultivars, from a field experiment with natural CPMMV transmission by whitefly. CPMMV was also quantified on the three plant replicates of each genotype. Five CPMMV isolates were completely sequenced on all fifteen plants with different genotypes, providing 75 full virus genomes after assembly of PCR sequence blocks. Differences in variability were found between those groups of isolates from transgenic plants to those from conventional ones. With the π, S, K, and Θ-W descriptors, we detected a considerable higher CPMMV variability within transgenic plants in comparison to the virus variability within conventional cultivars in most of the cases. This was the case for all analyzed ORF’s. The ORF’s 2, 3 and 4 were the ones with the highest variability in the genome; at ORF’s 2, 5, and 6, the differences in variability mentioned above are most discernible. Recombination events between isolates happening at the ORF 1 region were detected, as well as at ORF 2 and at ORF 6. Mostly of these were between isolates from transgenic plants. The phylogenetic analysis with ORF 1 sequences of all seventy-five isolates reveals the formation of groups based on host genotypes, and that these groups are most likely grouping near a cluster of isolates from a similar host plant genotype. These could be the result of the direct and specific interactions needed between the viral replicase and the plant. The results of phylogenetic analysis and sequence comparisons with the 3’ region of the viral genome (ORF 2-6), divided the 75 isolates of this study into two groups of CPMMV variants. The pairwise nucleotide differences between isolates from distinct groups ranged from 75 to 85%. The selection tests at some ORF’s give significant evidence that some populations are evolving under a non- random process. The viral accumulation on conventional cultivars did not differ statistically to the accumulation at transgenic plants. In addition, there is no evidence of differences between CPMMV levels at transgenic cultivars that have Pérola as the reccurent parent to those that have the BRS Pontal. The results from this work corroborate with previous studies that indicate the existence of two CPMMV strains naturally distributed in Brazilian production areas. It also confirms the expected high variability potential of this RNA virus; the high variability registered on the newly developed BGMV-resistant transgenic common bean cultivars is also troublesome. The presence of BGMV in mixed infections with CPMMV at conventional cultivars is probably influencing the results of CPMMV variability, but the molecular properties of this interaction is still unknown. These results, in addition to the fact that non-cultivated host plants are distributed along major production areas and may act as viral reservoirs and the known widespread of whiteflies in growing regions of Brazil, make further studies with this pathogen of fundamental importance.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-09-19T17:34:45Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 672894 bytes, checksum: 1244927f20e5eed71f3171916884e265 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-19T17:34:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 672894 bytes, checksum: 1244927f20e5eed71f3171916884e265 (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Botrytis cinerea, o agente etiológico do mofo cinzento, é um patógeno importante em morangueiros. Clonostachys rosea é efetivo no biocontrole dessa doença em diversas culturas, em condições controladas e de campo. O antagonista pode, ainda, promover o crescimento, aumentar a produção e induzir respostas de defesa nas plantas. Objetivando-se investigar os efeitos da aplicação do antagonista na população do patógeno e no metabolismo da planta, estudou-se a interação entre C. rosea, B. cinerea e morangueiros com base na dinâmica populacional dos fungos e no perfil metabólico do hospedeiro. Avaliou-se a colonização foliar de ambos os fungos e a sobrevivência epifítica de C. rosea em folhas, em câmara de crescimento e em cultivos comerciais. O antagonista se estabeleceu e reduziu a colonização por B. cinerea, principalmente quando aplicado semanalmente. A população de C. rosea diminuiu com o tempo após a aplicação, e a intensidade de colonização pelo patógeno foi inversamente proporcional à do antagonista. Em câmara de crescimento, a população epifítica do antagonista reduziu-se substancialmente aos 3 dias da aplicação. Em condições de campo, onde o intervalo mínimo entre a última aplicação e coleta de folhas foi de 7 dias, não foi possível quantificar a população epifítica do antagonista. Comparou-se o perfil metabólico de morangueiros tratados com C. rosea em intervalos de 7, 14 ou 28 dias ao de morangueiros não tratados, e verificou-se que a aplicação semanal alterou o perfil metabólico. Aumentos significativos nos níveis de citrato e succinato, compostos intermediários do ciclo de Krebs, de alguns fitoesteróis, fitoestrogênios, cafeína e piceatanol foram observados. Tais alterações podem estar relacionadas à promoção de crescimento e ativação do sistema de defesa. Concluiu-se que C. rosea afetou a dinâmica populacional de B. cinerea em tecidos assintomáticos e alterou o perfil metabólico de morangueiros. Esses resultados subsidiam estudos subsequentes para elucidar o modo de ação de agentes de biocontrole. / Botrytis cinerea, the causal agent of gray mold, is an important pathogen of strawberry plants. Clonostachys rosea is effective in the biocontrol of gray mold in several crops, in growth chamber or field conditions. The antagonist may also promote growth, increase the production and induce defense responses of plants. Aiming to investigate the effects of antagonist application on pathogen population and plant metabolism, we studied the interaction of C. rosea, B. cinerea and strawberry plants based on the population dynamics of both fungi and metabolic profile of the host. We assessed leaf colonization of both fungi and the epiphytic survival of C. rosea on leaves, under growth chamber and in commercial cultivations. The antagonist established in leaves and reduced the colonization by B. cinerea, mainly when applied weekly. The population of C. rosea decreased over time after the application and tissue colonization by the pathogen was inversely proportional to the colonization by the antagonist. Under growth chamber the antagonist population was substantially reduced 3 days after applied. Under field conditions, which the minimal interval between last application and the collection of leaves was 7 days, it was not possible to quantify the epiphytic population of the antagonist. We compared the metabolic profiles of strawberry plants treated with C. rosea at intervals of 7, 14, or 28 days with the profiles of untreated plants, and found that weekly applications altered the metabolic profiles. There was a significant increase in the levels of citrate and succinate, intermediate compounds in the Krebs cycle, some phytosterols, phytoestrogens, caffeine, and piceatannol. These changes may be related to growth promotion and activation of plant defense system. In conclusion, C. rosea affected the population dynamics of B. cinerea in symptomless tissues and changed the metabolic profile of strawberry plants. These results can support subsequent studies aiming to elucidate the action mode of biocontrol agents.

Orientador: Ione Salgado / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campoinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T04:49:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_HalleyCaixetade_D.pdf: 3949471 bytes, checksum: cf24197fabcb7bb0a920baa1ef786e63 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O controle da homeostase do óxido nítrico (NO), determinada pelo balanço entre os processos de síntese e degradação, é essencial para suas funções sinalizadoras. O presente estudo teve como objetivo geral buscar um melhor entendimento da homeostase do NO em plantas, enfocando a importância dessa molécula na bioenergética mitocondrial e na resposta de defesa vegetal ao ataque de patógenos. Inicialmente, foi realizada a caracterização de uma atividade de degradação de NO por mitocôndrias isoladas de tubérculos de batata, observando-se um consumo mitocondrial dependente de sua reação com o ânion superóxido, estimulado na presença de NAD(P)H. Ensaios com diferentes substratos e inibidores respiratórios evidenciaram as NAD(P)H desidrogenases externas, além do complexo III, como os principais sítios de geração de ânion superóxido para o consumo de NO. Por outro lado, numa análise comparativa com mitocôndrias isoladas de fígado de rato, uma atividade NAD(P)H oxidase mitocondrial não associada à cadeia respiratória foi detectada como uma fonte de superóxido, em adição ao vazamento de elétrons nos complexos I e III, para o consumo de NO. Em ambos os casos, a existência de mecanismos mitocondriais de degradação de NO mostrou-se importante para o controle de seus efeitos inibitórios sobre a atividade respiratória. Adicionalmente, a importância da síntese de NO para a defesa vegetal foi analisada utilizando-se como modelo a interação Arabidopsis thaliana-Pseudomonas syringae. Trabalhos anteriores já haviam demonstrado que o mutante de A. thaliana duplo-deficiente para a nitrato redutase (nia1 nia2) apresenta reduzida produção de NO e susceptibilidade à P. syringae, o que poderia resultar de sua prejudicada assimilação de nitrogênio. No presente estudo, plantas nia1 nia2 foram cultivadas com glutamina ou arginina para aumentar os níveis foliares de aminoácidos. Entretanto, esse mutante continuou a desenvolver uma baixa emissão de NO e permaneceu susceptível à infecção bacteriana, indicando que a susceptibilidade não resulta do reduzido conteúdo de aminoácidos. Por outro lado, a fumigação com baixas concentrações do gás NO de plantas nia1 nia2 com os níveis de aminoácidos recuperados restabeleceu a resposta de resistência. Coerentemente, uma análise do perfil transcriptômico utilizando microarranjos de DNA mostrou que o tratamento com NO induziu diversos genes relacionados à defesa em folhas nia1 nia2 infectadas, como aqueles relacionados às vias de sinalização do ácido salicílico e do cálcio, as proteínas relacionadas à patogênese, a reorganização da parede celular e a síntese de compostos com atividade antimicrobiana. Ainda, essa análise indicou novos genes como potenciais alvos do NO, sugerindo aspectos até então desconhecidos do papel dessa molécula sinalizadora na interação fitopatogênica e na fisiologia vegetal. Em especial, destacou-se o possível envolvimento do NO na alteração de transcritos relacionados à sinalização hormonal de forma a permitir um controle atenuador de mecanismos da resposta de defesa. / Abstract: The control of nitric oxide (NO) homeostasis, determined by a balance between the rate of synthesis and degradation, is essential for its signaling functions. The present study aimed a better understanding of NO homeostasis in plants, focusing on the importance of this molecule in mitochondrial bioenergetics and in plant defense response to pathogen attack. Initially, we carried out a characterization of an NO degradation activity by mitochondria isolated from potato tubers, observing a superoxide-dependent NO consumption, that was stimulated in the presence of NAD(P)H. Assays with different respiratory substrates and inhibitors evidenced the external NAD(P)H dehydrogenases, in addition to complex III, as the main sites of superoxide anion generation for NO consumption. On the other hand, in a comparative analysis with mitochondria isolated from rat liver, a mitochondrial NAD(P)H oxidase activity, non-associated to the respiratory chain, emerged as a superoxide source, in addition to the electron leakage from complexes I and III, for NO consumption. In both cases, the existence of mitochondrial mechanisms of NO degradation was important for the control of its inhibitory effects on respiratory activity. Additionally, the importance of NO synthesis for plant defense was analyzed using the interaction Arabidopsis thaliana- Pseudomonas syringae as a model. Previous works have shown that the nitrate reductase double-deficient mutant of A. thaliana (nia1 nia2) presents reduced NO production and susceptibility to P. syringae, that could result from its impaired nitrogen assimilation. Here, nia1 nia2 plants were cultivated with glutamine or arginine to increase the leaf amino acid content. Despite this, this mutant continued to develop a low NO emission and remained susceptible to bacterial infection, indicating that the susceptibility does not result from reduced amino acid levels. On the other hand, the fumigation of amino acid-recovered nia1 nia2 plants with low concentrations of NO gas reestablished the resistance response. Accordingly, a transcriptomic analysis using DNA microarrays showed that NO treatment induced diverse defense-related genes in infected nia1 nia2 leaves, as those associated to salicylic acid and calcium signaling pathways, pathogenesis-related proteins, cell wall reorganization and synthesis of antimicrobial compounds. Additionally, this analysis indicated new genes as potential targets of NO action, suggesting previously unknown aspects about the role of this signaling molecule in phytopathogenic interactions. In special, we can highlight the possible involvement of NO in the modulation of transcripts related to hormonal signaling in order to allow an attenuating control of certain mechanisms of the defense response. / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Michel Georges Albert Vincentz, Júlio Cézar de Mattos Cascardo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T03:26:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_AnaCristinaCaribedos_D.pdf: 6201793 bytes, checksum: ec32c93bb2e8f1111e029a6a82d77abd (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O fungo Moniliophthora perniciosa, agente causal da doença "vassoura-de-bruxa" (VB) do cacaueiro (Theobroma cacao L.) é responsável pela diminuição da produção de cacau no Brasil e em outras regiões da América do Sul e Central. Esse decréscimo está diretamente associado a graves problemas sociais e ambientais, particularmente nas regiões amazônica e Sul da Bahia. A interação cacau-M. perniciosa envolve mecanismos genéticos complexos e pouco estudados em nível molecular. Portanto, este trabalho objetivou estabelecer uma metodologia de silenciamento gênico por RNA de interferência (RNAi) em M. perniciosa, visando análises funcionais de genes relacionados à sua patogenicidade. RNAi é uma eficiente ferramenta para reprimir a expressão gênica experimentalmente, portanto, uma alternativa tecnológica muito promissora. Devido ao fato de RNAi ser um mecanismo pós-transcricional que promove o silenciamento de genes com alta especificidade e de modo sistêmico é considerado uma ferramenta versátil para o estudo de fungos filamentosos heterocarióticos. O trabalho foi conduzido em três etapas integradas: 1) estabelecimento e avaliação das condições adequadas para eletroporação e regeneração de protoplastos de M. perniciosa, como método alternativo para a transfecção de DNA e de dsRNAs nos experimentos de transformação e de silenciamento do fungo, respectivamente; 2) produção de uma linhagem transgênica de M. perniciosa que expresse o gene heterólogo gfp e o estabelecimento da metodologia de silenciamento por RNAi, usando o gene gfp como modelo; 3) silenciamento mediado por dsRNAs de dois genes endógenos de M. perniciosa, vinculados a detoxificação de ROS e a produção de corpos de frutificação. Os parâmetros que promoveram a maior freqüência de regeneração dos protoplastos eletroporados foram a aplicação de um pulso de 1.5 kV. Em relação à transformação de M. perniciosa, o gene repórter gfp foi estavelmente introduzido no genoma do fungo e posteriormente silenciado por transfecção de gfpdsRNA sintetizado in vitro, comprovando a operacionalidade do mecanismo de RNAi em M. perniciosa. Em adição, os genes endógenos MpPRX1 e MpHYD que codificam para peroxiredoxina e hidrofobina, respectivamente, foram silenciados, usando dsRNAs específicos e apresentaram níveis reduzidos de mRNAs que variaram de 18% a 98% quando comparados aos controles. O silenciamento dos genes gfp e MpPRX1 foi corroborado pela redução da fluorescência de GFP e da atividade da peroxidase, bem como da sobrevivência do micélio submetido a H2O2, respectivamente. O silenciamento de gfp e de MpPRX1 persistiu por aproximadamente quatro meses, indicando silenciamento sistêmico. O estabelecimento da técnica de silenciamento gênico por RNAi em M. perniciosa abre novos caminhos para explorar funcionalmente o genoma deste fitopatógeno, bem como o desenvolvimento de mecanismos que bloqueiem ou diminuam a ação deste / Abstract: The fungus Moniliophthora perniciosa, causal agent of cacao (Theobroma cacao L.) witches' broom (WB) disease, is responsible for the decrease in cacao production in Brazil and other regions of South and Central America. This decrease is directly associated to severe social and ecological problems, particularly in the Amazon and Southern Bahia regions. The cacao-M. perniciosa interaction involves complex genetic mechanisms little studied at the molecular level. Therefore, this study aimed to establish a methodology of gene silencing by RNA interference (RNAi) in M. perniciosa, aiming functional analyses of genes related to his pathogenicity. RNAi is a powerful tool to experimentally suppress or regulate gene expression, therefore, a very promising technological alternative. Because RNAi is a post-transcriptional event that promotes gene silencing with high specificity and in a systemic way, it is considered a versatile tool for the study of heterokaryotic fungi. The work was conducted in three integrated steps: 1) establishment and evaluation of appropriate conditions for electroporation and regeneration of M. perniciosa protoplasts, as an alternative method for transfection of transgenic DNA and dsRNAs in transformation and fungus silencing experiments, respectively; 2) production of a transgenic strain of M. perniciosa that expresses the heterologous gene gfp and the establishment of methodology for silencing by RNAi, using the gfp gene as a model; 3) silencing mediated by dsRNAs of two endogenous M. perniciosa genes linked to detoxification of ROS and the production of fruiting bodies. The parameters that promoted the highest frequency of regeneration of electroporated protoplasts were the application of one pulse of 1.5 kV. Regarding M. perniciosa transformation, the gfp reporter gene was stably inserted into the genome of the fungus and subsequently silenced by transfection of gfpdsRNA synthesized in vitro, demonstrating the operationality of the RNAi mechanism in M. perniciosa. In addition, the endogenous genes MpPRX1 and MpHYD, coding for peroxiredoxin and hydrophobin, respectively, were silenced using specific dsRNAs showing reduced levels of mRNAs ranging from 18% to 98% when compared to controls. Silencing of gfp and MpPRX1 was validated by experiments that showed correlation between reduced levels of GFP fluorescence and peroxidase activity, as well as survival of mycelium subjected to H2O2, respectively. The silencing of gfp and MpPRX1 persisted for approximately four months, indicating systemic silencing. The establishment of the gene silencing technique by RNAi in M. perniciosa opens new paths to functionally explore the genome of this pathogen and the development of mechanisms that block or decrease his action / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientadores: Gonçalo A. Guimarães Pereira, Francisco Javier Medrano Martin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T07:53:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cabrera_OdalysGarcia_D.pdf: 6336814 bytes, checksum: 10a8f8e8b80239f363cbb4eda5d2746e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A doença Vassoura-de-bruxa do cacaueiro (Theobroma cacao) é causada pelo fungo basidiomiceto Moniliophthora perniciosa e atualmente constitui um dos maiores problemas fitopatológicos do Brasil. Análises do genoma de M. perniciosa permitiram identificar três genes codificadores para proteínas indutoras de necrose e etileno (NEPs) descritas em oomicetos, bactérias e alguns fungos ascomicetos. Os genes codificadores das proteínas NEP de M. perniciosa (MpNEPs) parecem estar localizados no mesmo cromossomo e foram nomeados 1 e 2 (o terceiro gene está incompleto) segundo a descoberta no genoma (1) ou em uma biblioteca de cDNA de interação M. perniciosa-cacaueiro (2). Os genes codificadores para estas proteínas foram clonados, e expressos usando um sistema de expressão heterólogo em E. coli produzindo proteínas de fusão a cauda de histidinas. As proteínas recombinantes foram purificadas usando colunas de afinidade a metais. MpNEP1 e MpNEP2 apresentam alta similaridade em sua seqüência de aminoácidos e são capazes de induzir necrose e síntese de etileno tanto em folhas de tabaco quanto em cacau. Ambas as MpNEPs apresentam perfis de expressão diferencial nas fases de vida do fungo: MpNEP1 é expressa de forma similar nas fases biotrófica e saprofítica enquanto que MpNEP2 é mais expressa na fase biotrófica. Importantes diferenças no comportamento físico das proteínas foram detectadas: MpNEP1 se comporta como um agregado (dímero ou trímero) em solução e é sensível a tratamento térmico enquanto que MpNEP2 se comporta como monômero e mantém a atividade de necrose depois de submetida a altas temperaturas. Estas diferenças sugerem que estas proteínas podem ter funções complementares durante o desenvolvimento da doença. Esta é a primeira vez que se descreve a presença desta família de proteínas em fungos basidiomicetos e seu estudo pode ser de grande importância para a compreensão dos mecanismos da doença Vassoura-de-bruxa / Abstract: The hemibiotrophic basidiomycete Moniliophthora perniciosa is the causal agent of Witches¿ broom disease of Theobroma cacao, which constitutes one of the main phytopathological problems of Brazil. An analysis of the M. perniciosa draft genome led to the identification of three putative genes encoding Necrosis and Ethylene inducing Proteins, which have been described in oomycetes, bacteria, and some species of ascomycetous fungi. The NEP proteins of M. perniciosa (MpNEPs) are apparently located on the same chromosome and were named 1 and 2 according to their discovery in the genome (1) or in a cDNA library containing transcripts from the interaction M. perniciosa-cacao (2). The genes codifying MpNEPs were cloned and expressed using a heterologous expression system in E. coli producing recombinant proteins with a minimal N-terminal His-tagged fusion peptide. MpNEPs were purified using nickel affinity columns. MpNEP1 and 2 have highly similar amino acid sequences and are able to induce necrosis and ethylene emission in both tobacco and cacao leaves. These MpNEPs showed different expression profiles according to the developmental stage of the fungus: MpNEP1 was expressed in a similar way in the biotrophic and saprotrophic mycelias, while MpNEP2 was preferentially expressed in the biotrophic phase. Furthermore, important differences were also detected in the physical properties of these two proteins. MpNEP1 in solution behaves as an oligomer (dimer or trimer) and is very sensitive to temperature. On the other hand, MpNEP2 in solution behaves as a monomer and is able of rapid renaturation after boiling, thus keeping its necrotic activity. These differences indicate that these highly similar NEPs may have complementary roles during disease development. This is the first report of NEP1-like proteins in basidiomycetes and their study will be of great importance in order to acquire a better understanding of the molecular mechanisms underlying Witches¿ broom disease / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular