Os micoplasmas são os menores microrganismos capazes de autoreplicação conhecidos na natureza, responsáveis por uma série de doenças no homem e nos animais, infectando ainda plantas e insetos. Constituem um grande grupo de bactérias, ordenadas em diferentes gêneros na classe Mollicutes, cuja principal característica em comum, além do genoma reduzido, é a ausência de parede celular. Mycoplasma mycoïdes subsp. mycoïdes SC, responsável pela Pleuropneumonia Contagiosa Bovina, foi o primeiro microrganismo desta classe de bactérias a ser identificado. Esta é uma doença bastante grave, com altas taxas de morbidade e mortalidade. A variedade Mycoplasma mycoïdes subsp. mycoïdes LC é responsável principalmente por casos de Pleuropneumonia Contagiosa Caprina, mastite no gado bovino, e ainda artrite em ovinos e caprinos em menor extensão. M. capricolum é um patógeno caprino, responsável principalmente por casos de artrite com grande importância econômica na medicina veterinária. M. pulmonis é um patógeno de roedores, considerado como o melhor modelo experimental para o estudo das micoplasmoses respiratórias. M. genitalium, o menor microrganismo conhecido capaz de se autoreplicar, é um patógeno humano responsável por casos de uretrite não gonocócica, cujo seqüenciamento completo do cromossomo tornou-se um marco na era da genômica. O estudo funcional do genoma destes micoplasmas, para a compreensão de sua biologia e patogenicidade, requer o desenvolvimento de ferramentas genéticas eficientes. No presente trabalho, análises in silico das seqüências na região das prováveis origens de replicação cromossômica (oriC) destes micoplasmas demonstraram a existência de possíveis DnaA boxes localizados em torno do gene dnaA. Estas regiões oriC foram caracterizadas funcionalmente após sua clonagem em vetores artificiais e a transformação dos micoplasmas com os plasmídeos recombinantes resultantes. O plasmídeo pMPO1, contendo a região oriC de M. pulmonis, sofreu integração no cromossomo do micoplasma por recombinação homóloga após poucas passagens in vitro. A redução desta oriC para o fragmento contendo somente os DnaA boxes localizados nas estremidades 5´ou 3´do gene dnaA não foi capaz de produzir plasmídeos replicativos em M. pulmonis, exceto quando estes dois fragmentos foram clonados no mesmo vetor, espaçados pelo determinante de resistência à tetraciclina tetM. Um fragmento interno do gene da hemolisina A (hlyA) de M. pulmonis foi clonado nestes plasmídeos oriC, e os vetores resultantes foram utilizados para transformar o micoplasma. A integração destes vetores por um crossing-over com o gene hlyA, causando a sua dirupção, foi documentada. Deste modo, estes plasmídeos oriC podem vir a se tornar ferramentas genéticas valiosas para o estudo do papel de genes específicos, notadamente aqueles potencialmente envolvidos na patogênese. / Mycoplasmas are the smallest microorganisms capable of self replication known to date, responsible for many diseases in man and animals, infecting also plants and insects. They constitute a large group of bacteria, classified in different genera in the class Mollicutes, which main common characteristic, besides the small genome, is the absence of a cell wall. Mycoplasma mycoïdes subsp. mycoïdes SC, responsible for the Bovine Contagious Pleuropneumonia, was the first microorganism of this class of bacteria to be identified. That is a quite severe disease, with high morbidity and mortality rates. Mycoplasma mycoïdes subsp. mycoïdes LC is responsible mainly for cases of Caprine Contagious Pleuropneumonia, mastitis in cattle, and also arthritis in goats and sheep in less extension. M. capricolum is a pathogen of goats, responsible mainly by cases of arthritis with large economic impact in veterinary medicine. M. pulmonis is a rodent pathogen, considered to be the best experimental model for studying respiratory mycoplasmoses. M. genitalium, the smallest microorganism capable of self replication, is an human pathogen responsible for cases of non gonococcal urethritis, which complete chromosome sequencing has become a benchmark in the era of genomics. Functional studies of these mycoplasma genomes, for comprehension of their biology and pathogenicity, requires the development of efficient genetic tools. In the present work, in silico analysis of sequences of the putative origin of chromosome replication (oriC) region of these mycoplasmas demonstrates the existence of putative DnaA boxes located around the dnaA gene. These oriC regions were functionally characterized after cloning into artificial vectors and transformation of mycoplasmas with the resulting recombinant plasmids. The plasmid pMPO1, which contains the M. pulmonis oriC region, has integrated into the mycoplasma chromosome by homologous recombination after a few in vitro passages. Reduction of this oriC to the fragment containing only the DnaA boxes located upstream or downstream the dnaA gene could not produce plasmids able to replicate in M. pulmonis, except when these two fragments were cloned in the same vector, spaced by tetracycline resistance gene tetM. An internal fragment of the M. pulmonis hemolysine A gene (hlyA) was cloned into these oriC plasmids, and the resulting vectors were used to transform the mycoplasma. Integration of these disruption vectors by one crossing-over with the hlyA gene could be documented. Therefore, these oriC plasmids may become valuable genetic tools for studying the role of specific genes of mycoplasmas, specially those potentially involved in pathogenesis.

Com o objetivo de se caracterizar o processo de recombinação somática em Trichoderma pseudokoningii foram feitos cruzamentos via anastomose de hifas entre duas linhagens contrastantes para quatro marcadores de auxotrofia, coloração dos conídios e marcadores de RAPD. Foram feitos quatro cruzamentos, sendo analisados um total de 1052 colônias obtidas a partir de suspensões de conídios provenientes das colônias heterocarióticas. Sessenta e oito colônias recombinantes foram analisadas quanto às marcas de auxotrofia em quatro gerações de crescimento, sendo observado que 58 mantiveram o fenótipo recombinante, enquanto que as colônias restantes reverteram para um dos parentais. A maioria das colônias recombinantes se mostrou instável. Entretanto, após 4 gerações de crescimento estas colônias se tornaram estáveis para as marcas de auxotrofia avaliadas. As colônias recombinantes instáveis apresentaram bordas de crescimento irregular, esporulação esparsa e a freqüente formação de setores. Estas colônias recombinantes foram analisadas quanto aos marcadores RAPD, tendo mostrado grande similaridade, em relação ao perfil de bandas apresentado, com a maioria dos primers analisados. Somente com um primer foi possível visualizar a presença de uma banda polimórfica entre os recombinantes e a presença de bandas nos parentais não existentes em alguns recombinantes. Cinco colônias recombinantes foram analisadas quanto ao perfil de bandas cromossomais (PFGE), tendo sido observado que 2 colônias apresentaram padrões cromossomais igual a um dos parentais e 3 colônias apresentaram padrões recombinantes. Nos estudos citológicos verificou-se a formação de conídios uninucleados na conidiogênese, e a presença de conídios verdes maduros multinucleados, devido a prováveis divisões nucleares durante o processo de maturação dos conídios. Observou-se durante a formação dos heterocários a ocorrência de anastomoses e a passagem de núcleos, tendo sido observado a presença de núcleos com várias conformações, sugerindo um movimento ativo dos mesmos. Os resultados acima sugerem a ocorrência de mecanismos de recombinação no heterocário (recombinação somática), diferentes daqueles descritos para o ciclo parassexual ou parameiose, sendo proposto a ocorrência da degradação, no heterocário, dos núcleos de um dos parentais envolvidos nos cruzamentos (parental não prevalente) e a incorporação de segmentos destes em núcleos íntegros do parental prevalente. Se estes eventos realmente estiverem ocorrendo, sugere-se que estes sejam devido a possíveis reações limitadas de incompatibilidade vegetativa, ocasionando processos de lise e morte celular em algumas regiões do micélio heterocariótico. / To understand the somatic recombination process in Trichoderma pseudokoningii, auxotrophic complementary mutant strains were used to produce 4 heterokaryons. These strains were contrasting for four auxotrophic markers, conidia colors and for some RAPD markers. It was analyzed a total of 1052 colonies obtained from conidial suspensions of the heterokaryotic colonies. Stability of auxotrophic markers was evaluated in 68 recombinant colonies after four growing generations. In this analysis, 58 colonies kept the recombinant phenotype, while 10 reverted to one parental strain. Most of the recombinant colonies were initially unstable, but after at least 4 growing generations these recombinants became stable for auxotrophic markers. The unstable recombinant colonies showed irregular growing borders, sparse sporulation and frequent sector formation. The recombinant colonies were analyzed by RAPD technique. These colonies showed high similarity for the most of used primers. However, one primer showed a polymorphic band and some recombinants missing bands observed in parental strains. Chromosomal band profile of 5 recombinants and two parental strains were analyzed by Pulsed Field Gel Electrophoresis technique (PFGE). Two recombinants showed parental profiles and 3 showed recombinant profiles, respectively. In cytological studies of the conidiogenesis was observed the formation of only uninucleated conidia. However, presence of multinucleated mature green conidia was evident, probably due to nuclear divisions in course of maturing process of the conidia. During the process of heterokaryotic mycelium formation was possible to observe the occurrence of anastomosis that showed nuclear transfer. The presence of nuclei in several conformations was observed at the different regions of the heterokaryon, suggesting an active movement. The results presented in this study suggest the occurrence of recombination mechanisms in the heterokayon (somatic recombination), different from those described in classic parasexual cycle or parameiosis. Thus, it was proposed that may occur during this recombinant process the degradation of nuclei from one parental (non-prevalent parental) in the heterokaryon, and that the resulting chromosomal fragments may be incorporated into whole nuclei of the another parental (prevalent parental). If this natural transformation is occurring during this recombination process could be suggested that this event is due to a limited incompatible vegetative reactions, generating cellular lyses and death in some regions of the heterokaryotic mycelium.

Os fungos endofíticos têm sido reconhecidos pela sua grande importância para as plantas hospedeiras, pois podem conferir proteção contra insetos herbívoros e patógenos, promover o crescimento vegetal, além de produzir metabólitos secundários com atividades biológicas diversas, entre outros. A cana-de-açúcar é uma cultura de grande importância social e econômica no Brasil, especialmente para o estado de São Paulo. Ultimamente esta cultura vem recebendo especial atenção devido ao crescente aumento da demanda de matéria prima, principalmente em função do acréscimo no consumo de etanol como biocombustível. Fungos do gênero Penicillium habitam os tecidos e a rizosfera de cana-de-açúcar, onde podem estabelecer associações mutualísticas com a planta e conferir diversos benefícios. Dentro deste contexto, estudos que avaliem a interação de Penicillium spp. com cana-de-açúcar são bastante promissores para geração de conhecimentos que auxiliem na otimização da agricultura. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivos a avaliação do potencial biotecnológico dos endofíticos de raiz e da rizosfera, do gênero Penicillium, pertencentes à comunidade fúngica de cana-de-açúcar, por meio de ensaios de antagonismo, produção de enzimas, solubilização de fosfato inorgânico e produção de ácido indol acético; assim como o estudo da interação de um isolado de P. pinophilum com cana-de-açúcar a partir do desenvolvimento de um sistema de transformação genética mediada pela bactéria Agrobacterium tumefaciens. Tanto a análise da atividade antimicrobiana como a produção de metabólitos apresentaram extensa variação fisiológica entre os isolados avaliados. Um isolado da espécie P. pinophilum (linhagem 44) foi escolhido para ser usado na transformação genética por mostrar-se superior estatisticamente em relação aos demais isolados nos ensaios anteriores. Para aumento da eficiência deste sistema de transformação foram avaliados diferentes parâmetros, dentre eles: tempo de co-cultivo (24 e 48 horas), concentração do indutor acetoseringona (200 M e 400 M) e tipos de membrana (papel filtro e náilon). O sistema de agrotransformação apresentou alta eficiência (482 transformantes por 107 conídios), gerando uma elevada quantidade de transformantes resistentes à higromicina B e expressando GFP. Dentre os parâmetros avaliados, a combinação que deu origem aos melhores resultados de transformação envolveu o co-cultivo por 48 horas sobre membrana de náilon, em meio de cultura contendo 200 M de acetoseringona. A interação fungo-planta foi avaliada a partir da inoculação de P. pinophilum linhagem selvagem e transformantes, em plântulas de cana-de-açúcar, seguida da análise por microscopia óptica de epifluorescência e reisolamento. Os resultados revelaram a natureza não patogênica desse fungo, uma vez que ele foi capaz de colonizar endofiticamente cana-de-açúcar e persistir nas raízes desta planta, sem levar ao desenvolvimento de qualquer sintoma de doença. Além disso, os ensaios de agrotransformação deram origem a uma biblioteca com mil e cem transformantes insercionais, o que constitui uma ferramenta importante para o estudo molecular do metabolismo secundário desse fungo endofítico e poderá contribuir para o entendimento da interação do complexo fungo-cana-de-açúcar, possibilitando no futuro a sua aplicação no melhoramento vegetal e exploração do seu potencial biotecnológico. / Endophytic fungi have been recognized for its great importance for the host plants, they may provide protection against herbivores and pathogens, promote plant growth, and produce secondary metabolites with biological activity, among other benefits. Sugarcane is a socially and economically important crop in Brazil, especially for the state of São Paulo. Lately, this culture has received special attention due to the growing demand for raw materials, mainly due to the increase in consumption of ethanol as a biofuel. Fungi Penicillium inhabit the tissues and rhizosphere of sugarcane, where they can establish mutualistic associations with the plant and provide several benefits. Within this context, studies evaluating the interaction of Penicillium spp. with sugar cane are very promising to generate knowledge in order to assist in the agriculture optimization. Thus, this study aimed to evaluate the biotechnological potential of endophytic Penicillium from root and rhizosphere, belonging to the fungal community of sugarcane, through tests of antagonism, enzyme production, solubilization of inorganic phosphate and indole acetic acid production, as well as studying the interaction of an isolate of P. pinophilum with sugarcane using the development of a system for genetic transformation mediated by Agrobacterium tumefaciens. Both the analysis of antimicrobial activity and the production of metabolites showed extensive physiological variation among isolates. An isolate of the species P. pinophilum (strain 44) was chosen to be used in genetic transformation for being statistically superior than the other strains in previous trials. Different parameters were evaluated to increase the efficiency of this transformation system, among them: co-culture time (24 and 48 hours), concentration of the inducer acetosyringone (200 µM and 400 µM) and types of membrane (filter paper and nylon). Agrotransformation system showed high efficiency, generating a high amount of hygromycin B resistant transformants that expressed GFP. Among the factors evaluated, the combination that showed the best results involved the transformation with a co-cultivation for 48 hours on a nylon membrane, in culture medium containing 200 µM of acetosyringone. The plant-fungus interaction was assessed from the inoculation of wild type and transformants P. pinophilum in seedlings of sugarcane followed by analysis by epifluorescence microscopy and reisolation. Results revealed the non-pathogenic nature of this fungus, since it was capable of endophytically colonize sugarcane and persisted in the roots of this plant, without developing any symptoms of illness. In addition, agrotransformation tests gave rise to a library with a thousand and one hundred insertional transformants, which is an important tool for molecular study of secondary metabolism of endophytic fungus, and may contribute to the comprehension of the complex interaction of fungus-sugarcane, allowing its future application in plant breeding and exploitation of their biotechnological potential.

Os micoplasmas são os menores microrganismos capazes de autoreplicação conhecidos na natureza, responsáveis por uma série de doenças no homem e nos animais, infectando ainda plantas e insetos. Constituem um grande grupo de bactérias, ordenadas em diferentes gêneros na classe Mollicutes, cuja principal característica em comum, além do genoma reduzido, é a ausência de parede celular. Mycoplasma mycoïdes subsp. mycoïdes SC, responsável pela Pleuropneumonia Contagiosa Bovina, foi o primeiro microrganismo desta classe de bactérias a ser identificado. Esta é uma doença bastante grave, com altas taxas de morbidade e mortalidade. A variedade Mycoplasma mycoïdes subsp. mycoïdes LC é responsável principalmente por casos de Pleuropneumonia Contagiosa Caprina, mastite no gado bovino, e ainda artrite em ovinos e caprinos em menor extensão. M. capricolum é um patógeno caprino, responsável principalmente por casos de artrite com grande importância econômica na medicina veterinária. M. pulmonis é um patógeno de roedores, considerado como o melhor modelo experimental para o estudo das micoplasmoses respiratórias. M. genitalium, o menor microrganismo conhecido capaz de se autoreplicar, é um patógeno humano responsável por casos de uretrite não gonocócica, cujo seqüenciamento completo do cromossomo tornou-se um marco na era da genômica. O estudo funcional do genoma destes micoplasmas, para a compreensão de sua biologia e patogenicidade, requer o desenvolvimento de ferramentas genéticas eficientes. No presente trabalho, análises in silico das seqüências na região das prováveis origens de replicação cromossômica (oriC) destes micoplasmas demonstraram a existência de possíveis DnaA boxes localizados em torno do gene dnaA. Estas regiões oriC foram caracterizadas funcionalmente após sua clonagem em vetores artificiais e a transformação dos micoplasmas com os plasmídeos recombinantes resultantes. O plasmídeo pMPO1, contendo a região oriC de M. pulmonis, sofreu integração no cromossomo do micoplasma por recombinação homóloga após poucas passagens in vitro. A redução desta oriC para o fragmento contendo somente os DnaA boxes localizados nas estremidades 5´ou 3´do gene dnaA não foi capaz de produzir plasmídeos replicativos em M. pulmonis, exceto quando estes dois fragmentos foram clonados no mesmo vetor, espaçados pelo determinante de resistência à tetraciclina tetM. Um fragmento interno do gene da hemolisina A (hlyA) de M. pulmonis foi clonado nestes plasmídeos oriC, e os vetores resultantes foram utilizados para transformar o micoplasma. A integração destes vetores por um crossing-over com o gene hlyA, causando a sua dirupção, foi documentada. Deste modo, estes plasmídeos oriC podem vir a se tornar ferramentas genéticas valiosas para o estudo do papel de genes específicos, notadamente aqueles potencialmente envolvidos na patogênese. / Mycoplasmas are the smallest microorganisms capable of self replication known to date, responsible for many diseases in man and animals, infecting also plants and insects. They constitute a large group of bacteria, classified in different genera in the class Mollicutes, which main common characteristic, besides the small genome, is the absence of a cell wall. Mycoplasma mycoïdes subsp. mycoïdes SC, responsible for the Bovine Contagious Pleuropneumonia, was the first microorganism of this class of bacteria to be identified. That is a quite severe disease, with high morbidity and mortality rates. Mycoplasma mycoïdes subsp. mycoïdes LC is responsible mainly for cases of Caprine Contagious Pleuropneumonia, mastitis in cattle, and also arthritis in goats and sheep in less extension. M. capricolum is a pathogen of goats, responsible mainly by cases of arthritis with large economic impact in veterinary medicine. M. pulmonis is a rodent pathogen, considered to be the best experimental model for studying respiratory mycoplasmoses. M. genitalium, the smallest microorganism capable of self replication, is an human pathogen responsible for cases of non gonococcal urethritis, which complete chromosome sequencing has become a benchmark in the era of genomics. Functional studies of these mycoplasma genomes, for comprehension of their biology and pathogenicity, requires the development of efficient genetic tools. In the present work, in silico analysis of sequences of the putative origin of chromosome replication (oriC) region of these mycoplasmas demonstrates the existence of putative DnaA boxes located around the dnaA gene. These oriC regions were functionally characterized after cloning into artificial vectors and transformation of mycoplasmas with the resulting recombinant plasmids. The plasmid pMPO1, which contains the M. pulmonis oriC region, has integrated into the mycoplasma chromosome by homologous recombination after a few in vitro passages. Reduction of this oriC to the fragment containing only the DnaA boxes located upstream or downstream the dnaA gene could not produce plasmids able to replicate in M. pulmonis, except when these two fragments were cloned in the same vector, spaced by tetracycline resistance gene tetM. An internal fragment of the M. pulmonis hemolysine A gene (hlyA) was cloned into these oriC plasmids, and the resulting vectors were used to transform the mycoplasma. Integration of these disruption vectors by one crossing-over with the hlyA gene could be documented. Therefore, these oriC plasmids may become valuable genetic tools for studying the role of specific genes of mycoplasmas, specially those potentially involved in pathogenesis.

A micologia marinha é uma ciência relativamente recente e pouco se conhece sobre a diversidade das suas comunidades. Assim, o isolamento, triagem e preservação de fungos derivados do mar podem levar à descoberta de novas tecnologias. O objetivo deste estudo foi conhecer a diversidade de fungos filamentosos derivados marinhos e selecionar isolados capazes de produzir enzimas celulolíticas. Para tanto, foram isolados seletivamente fungos filamentosos a partir de amostras de macro-organismos marinhos coletados em 2007 e 2008. Os resultados demonstraram uma ampla diversidade de fungos potencialmente celulolíticos, pertencentes ao filo Basidiomycota e Ascomycota. Nos experimentos de produção de celulases, 17 apresentaram resultados satisfatórios de CMCase e FPase e foram selecionados para a avaliação da Celobiase. Os experimentos de cinética enzimática apresentaram os melhores resultados de produção de celulases em meio contendo farelo de trigo. O trabalho demonstra o potencial para aplicação biotecnológica dos fungos e estimula novos estudos com as celulases. / The Marine mycology is a relatively recent and little is known about the diversity of its communities. Thus, the isolation, separation and preservation of fungi derived from the sea can lead to the discovery of new technologies. The aim of this study was the diversity of filamentous fungi isolates derived marine and select capable of producing cellulolytic enzymes. It had been selectively isolated filamentous fungi from samples of marine macro-organisms collected in 2007 and 2008. The results showed a wide range of potential cellulolytic fungi, belonging to the phylum Basidiomycota and Ascomycota. In the experiments to produce cellulases, 17 had satisfactory results of CMCase and FPase and were selected for evaluation of cellobiase. The enzyme kinetics experiments showed better results for the production of cellulases in a medium containing wheat bran. The work demonstrates the potential for biotechnological application of fungi and stimulate further research with cellulases.

A transmissão de parasitas da malária por mosquitos vetores é dependente do desenvolvimento bem sucedido das formas infectantes de Plasmodium sp., especialmente os esporozoítas, que são as formas que infectam o hospedeiro vertebrado. A manipulação genética de mosquitos vetores tem sido uma estratégia alternativa na tentativa de controle da malária. Um componente extremamente importante desta estratégia é a escolha de uma molécula efetora capaz de reduzir a transmissão do patógeno. Microplusina é um peptídeo antimicrobiano rico em cisteína, originalmente descrito como um componente antimicrobiano da hemolinfa e dos ovos de carrapato bovino Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Testes anteriores utilizando o modelo experimental mosquito Aedes aegypti infectado por Plasmodium gallinaceum mostraram que a microplusina é altamente tóxico para esporozoítas de Plasmodium gallinaceum em concentração relativamente baixa, sem apresentar toxicidade aos mosquitos vetores Aedes aegypti. Nosso objetivo foi analisar a expressão da microplusina e seu efeito na infecção de P. gallinaceum em mosquitos transgênicos. Obtivemos quatro linhagens através da integração de um transgene contendo a região promotora do gene da vitelogenina de Ae. aegypti, peptídeo sinal maltase-like I de Ae. aegypti e a sequência codificadora da microplusina (PMOS [3xP3-EGFP-AeVg Micro]). A atividade anti esporozoítas da microplusina expressa pelos mosquitos transgênicos mostrou diferença significante as linhagens. O desenho de novas moléculas utilizando como molde moléculas efetoras existentes e testadas, possibilitará o aperfeiçoamento da expressão de genes exógenos em mosquitos transgênicos, tornando-os refratários ao parasita. / Transmission of malaria parasites by mosquito vectors is dependent on the successful development of Plasmodium sp. infective forms, particularly the sporozoites, which are the forms that enter the vertebrate host. The genetic manipulation of mosquito vectors has been a strategy for malaria control. An extremely important component of this strategy is the effector molecule of choice which reduces parasite transmission. Microplusin is a cysteine-rich antimicrobial peptide originally described as an hemolymph and eggs antimicrobial component of the cattle tick Boophilus microplus. Previous tests using the experimental model Plasmodium gallinaceum infected Aedes aegypti showed that microplusin is highly toxic to P. gallinaceum sporozoites in relatively low concentration, without showing toxicity to the mosquito vector A. aegypti. Our goal was to analyze transgenic mosquitoes expressing microplusin and its effect on infection of P. gallinaceum. We obtained four lines through the integration of transgene that containing the promoter region of the A. aegypti vitelogenin gene, the maltase-like I signal peptide of A. aegypti and microplusin coding sequence (pMos[3xP3-EGFPAeVg-Micro]). The activity anti sporozoites microplusin expressed by transgenic mosquitoes showed significant differences between strains. The design of effector molecules using information from existing and tested molecules as template will enable the improvement of the expression of foreign genes in transgenic mosquitoes, making them resistant to the parasite.

O fungo basidiomiceto Crinipellis perniciosa é o agente causal da vassoura-de-bruxa do cacaueiro (Theobroma cacao), podendo causar sérios perdas na produção. Este fungo é capaz de colonizar, além do cacau, várias outras plantas hospedeiras, onde pode se adaptar às novas condições, contribuindo, dessa forma, para o aumento da variabilidade genética desse microrganismo. Assim sendo, o objetivo desse trabalho foi isolar e identificar C. perniciosa de tecidos sadios de cacaueiro e comparar a sua variabilidade genética e fisiológica com isolados patogênicos por meio de análises moleculares e fisiológicas. Após a desinfecção e retirada da casca dos ramos, colônias morfologicamente similares a C. perniciosa foram obtidas de tecidos sadios de cacaueiro, os quais foram considerados como endófitos. A identificação preliminar desses isolados foi baseada nas observações morfológicas, tais como coloração da colônia e presença de grampos de conexão. Posteriormente, os isolados de C. perniciosa foram caracterizados geneticamente por RAPD, e sequenciamento de regiões do rDNA (18S+5.8S+28S), resistência a fungicidas, produção de exoenzimas e patogenicidade ao cacaueiro. A análise por marcadores RAPD separou os 37 isolados em 8 grupos (G1 a G8), sendo o grupo G1 dividido em 2 subgrupos (G1-1 e G1-2). Por esta análise foi possível observar que linhagens com 100 % de similaridade foram isoladas de locais diferentes, enquanto que isolados obtidos de uma mesma planta podem ser geneticamente diferentes. A análise da seqüência do rDNA dos isolados de C. perniciosa mostrou a formação de 6 grupos distintos (R1 a R6). Isolados obtidos de uma mesma planta não se agruparam, reforçando a hipótese de que isolados geneticamente diferentes podem ocupar a mesma planta hospedeira. Quanto resistência a fungicidas (tebuconazole, mancozeb, benomil e óxido cuproso), foi observado que tebuconazole foi o mais eficiente na inibição do crescimento miceliar, enquanto benomil apresentar menor taxa de inibição. Isolados endofíticos e patogênicos apresentaram comportamento similar em relação aos fungicidas. Resultado semelhante foi observado quanto a produção de exoenzimas (amilase, lipase, pectinase, exo e endoglicanase). Foi observada a produção de todas as enzimas avaliadas, sendo possível detectar variações entre os isolados. Entretanto, esta variação não foi correlacionada ao hábito endofítico ou patogênico. A patogenicidade de 8 isolados de C. perniciosa foi avaliada em mudas de cacau Catongo. A porcentagem de plantas infectadas com sintomas variou de 55% a 100%. Isolados endofíticos apresentaram baixa virulência sobre o cacaueiro, tendo o isolado endofítico 31 induziu sintomas em 60% das plantas inoculadas, resultado este provavelmente devido à alta pressão de inóculo. Este trabalho mostra pela primeira vez C. perniciosa como endófito em tecidos não meristemático do cacaueiro. / The basidiomycete fungus Crinipellis perniciosa (Stahel) Singer is the causal agent of Witches' Broom Disease of Cacao (Theobroma cacao L.) which is the main factor limiting cocoa production in the Americas. Pod losses of up to 90% are experienced in affected areas as evidenced by the 50% drop in production in Bahia province, Brazil following the arrival of the C. perniciosa in the area in 1989. The disease has proven particularly difficult to control and many farmers in affected areas have given up cacao cultivation. Any useful control strategy for Witches' Broom disease must be effective against in range strains of the pathogen. It is already known that pathogenic variation exists among isolates of Crinipellis perniciosa obtained from different areas and host plants. However, any study was developed about the variability between endophytic and pathogenic population. In order to evaluate the genetic variability of 35 isolates of endophytic and pathogenic populations of Crinipellis perniciosa, the RAPD technique, ITS sequencing and fungicide susceptibility were performed. Genetic variability between 35 isolates of C. perniciosa was analysed by the random amplified polymorphic DNA (RAPD) technique, which indicated that isolates from other host plants were more diverse than isolates obtained from cacao plants. Among cacao isolates was observed at least two groups, one formed mainly by endophytic isolates and other by pathogenic ones. Analysis by ITS sequence grouped isolates independently of endophytic or pathogenic status. Fungicide susceptibility showed that cupric oxide inhibits statistically more endophytic isolates than pathogenic ones, showing that could have physiological differences between these populations. The present study highlighted the possible genetic and physiological differences between endophytic and pathogenic population of C. perniciosa.

O Brasil é líder absoluto no comércio internacional de suco de laranja concentrado congelado participando com 82% do volume comercializado no mundo. Guignardia citricarpa é um fungo Ascomiceto agente causal da Mancha Preta dos Citros (MPC), uma doença importante no contexto da Citricultura, causando lesões negras em frutos tornando-os impróprios para a exportação, já que não são aceitos na União Européia pois o patógeno é classificado como quarentenário. O presente trabalho teve como objetivo principal estabeler a metodologia de transformação genética de G. citricarpa para futuramente auxiliar no entendimento dos mecanismos de patogenicidade desta espécie, visando diminuir perdas na citricultura brasileira devido à MPC. Além disso, foi realizada uma análise do gene da enzima endopoligalacturonase, a qual está associada à capacidade de patógenos em colonizar plantas. Para elucidar esse fenômeno, foi realizada a busca de genes relacionados à patogenicidade em outros fungos fitopatogênicos previamente descritos e confirmados participarem no processo de doenças em diversas plantas. Considerando que esses genes possuem uma região conservada para esse fim, após o alinhamento dessas sequências foram construídos primers e o gene de endopoligalacturonase foi identificado no gênero Guignardia sp. Outra espécie pertencente a esse gênero é G. mangiferae, conhecida como endófito de citros, ou seja, coloniza os tecidos internos da planta hospedeira sem causar dano. Em análises enzimáticas foi observado que a quantidade de endopoligalacturonase produzida pela espécie patogênica é superior à da espécie endofítica, mostrando que essa enzima pode participar do processo de patogenicidade de G. citricarpa. Estudos para comprovar a participação de genes nos mecanismos de patogenicidade em diversas espécies utilizando reconhecimento de genes e genômica funcional, expressão e knockout de genes estão sendo realizados, permitindo uma visão geral da organização genômica do sistema patogênico. Pensando nisso, esse trabalho descreve pela primeira vez a metodologia de transformação genética de G. citricarpa via micélio e a obtenção de transformantes expressando a proteína verde fluorescente (GFP). Micélios do fungo foram transformados pelo sistema via Agrobacterium tumefaciens com o plasmídeo pFAT-gfp, contendo os genes de resistência à higromicina B (hgr) e da GFP. A otimização do protocolo de agrotransformação foi realizada a partir do teste de diferentes condições como: tipo de membrana, concentração de agente indutor e tempo de cocultivo. A melhor condição incluiu a utilização de membrana de éster de celulose; 200 PM de AS e 96 horas de co-cultivo. Os transformantes apresentaram alta estabilidade mitótica (82%) e tiveram a inserção do gene hgr confirmada por PCR e do gfp observada em microscopia óptica de epifluorescência. Além disso, foi acompanhado o desenvolvimento do fungo inoculado em frutos, mostrando a interação planta-patógeno. O estabelecimento do sistema de transformação por Agrobacterium para G. citricarpa possibilita o uso dessa ferramenta para estudos de mutagênese insercional e interrupção gênica visando a identificação de genes importantes, como os envolvidos com os mecanismos de patogenicidade utilizados por esse fungo. / Brazil is the world leader in the international trade of frozen orange juice concentrate, taking part with around 82% of the traded volume. Guignardia citricarpa (anamorph Phyllosticta citricarpa) is a fungal pathogen of citrus plants, being described as the causal agent of citrus black spot (CBS), one of the most important fungal diseases of citrus worldwide. Its symptoms are black lesions on fruit, making them unsuitable for the international fresh market, since they are included in the quarantine list of the European Plant Protection Organization (EPPO). Moreover, when the disease is severe it may cause extensive premature fruit drop that reduces yields of fruit for processing. Taking this into consideration, the current work aimed to improve the understanding on the pathogenic mechanisms of this fungus. Firstly, in an attempt to elucidate this phenomenon, it was performed a search for pathogenicity genes previously reported to some pathogenic fungi and confirmed to participate in the process of infection in many plants , especially endopolygalacturonase. Primers were designed using the conserved regions of the genes and allowed the identification of the Guignardia spp. endopolygalacturonase gene for the first time. This enzyme has been described as playing important role in the process of fungal diseases in plants. In the present work, enzymatic analysis showed that the pathogen G. citricarpa produced significantly greater amounts of endopolygalacturonase when compared to G. mangiferae, a closely related fungus described as a citrus endophyte. This result suggests that this enzyme may participate in the process of pathogenicity, characteristic of the pathogenic species. Genetic transformation methods have been used to prove the involvement of genes in pathogenic mechanisms, however, a suitable methodology for G. citricarpa has not been described yet. In this way, this study describes for the first time a methodology for genetic transformation of G. citricarpa via mycelia and the successful generation of transformants expressing the green fluorescent protein (GFP) and resistant to the hygromycin B antibiotic. Mycelia of the fungus were genetically transformed via Agrobacterium tumefaciens hosting the plasmid pFAT-gfp, which carries the genes for resistance to hygromycin B (hph) and for GFP (gfp). The protocol was optimized through different test conditions (type of membrane, concentration of the inducing agent acetosyringone and duration of the co-cultivation period). The higher transformation efficiencies were observed using cellulose ester membrane, 200 PM of acetosyringone and 96 hours of cocultivation. The transformants showed high mitotic stability (82%) and the insertion of the T-DNA was confirmed by PCR and GFP expression through epifluorescence microscopy observation. Moreover, it was observed the development of the fungus in inoculated oranges, showing the plant-pathogen interaction observed by epifluorescense microscopy. The establishment of the Agrobacterium-mediated transformation system for G. citricarpa represents an important step on the search for unveiling important genes of this fungus, such as those involved in the pathogenic mechanisms.

Atualmente a alta incidência de isolados multirresistentes a antibióticos utilizados na clinica tem-se tornado alarmante. Estudos recentes demonstraram que um dos motivos que contribuem para o aumento da resistência a antibióticos em bactérias é a ocorrência de linhagens que apresentam o fenótipo mutador. Deficiências nos genes do complexo mut, que incluem os sistemas de reparo dependente de metilação (MMR do inglês methyl-directed mismatch repair), e o sistema de reparo oxidativo (GO) podem gerar linhagens com um fenótipo mutador, que, por sua vez, levam ao aumento das taxas mutacionais espontâneas. Isolados clínicos com fenótipo mutador foram descritos em amostras de Escherichia coli patogênica empregando-se a resistência para antibióticos como rifampicina, cloranfenicol e quinolonas mas não há registros de estudos envolvendo o possível impacto do fenótipo mutador sobre a frequência de mutações espontâneas que levem à resistência aos antibióticos beta-lactâmicos. No presente trabalho estudamos a ocorrência do fenótipo mutador frente à resistência aos antibióticos beta-lactâmicos de amplo uso clínico em linhagens de E. coli patogênicas de origem humana, incluindo 48 amostras de E. coli uropatogênica (UPEC) e 5 amostras de E. coli associadas a infecções entéricas. Foram utilizadas como controles positivos para o fenótipo mutador linhagens de E. coli K12 deficientes nos genes mutY ou mutS. Testes qualitativos revelaram a ocorrência de 6 amostras de UPEC e 2 amostras de EHEC com fenótipo mutador para cefalotina, ceftazidima e rifampicina. Entre as amostras estudadas, 3 linhagens de UPEC (amostras 29, 32 e 47) e 1 linhagem de EHEC (amostra 80) apresentaram fenótipo mutador frente à cefalotina e à ceftazidima confirmado em testes quantitativos com valores de mutação espontânea variando entre 0,68 x 10-4 e 0,8 x 10-6. Os resultados baseados em amplificação por PCR revelaram ausência de alterações estruturais em 3 genes do complexo mut (mutS, mutY e mutL) nos quatro isolados que apresentaram fenótipo mutador. O trabalho também envolveu a determinação dos níveis de resistência em clones derivados das 4 linhagens mutadoras após exposição à cefalotina ou à ceftazidima. As colônias obtidas também foram analisadas para a determinação da natureza de mutação que resultou na resistência aos antibióticos beta-lactâmicos. Os resultados obtidos apontam para aumento nos níveis de expressão de uma beta-lactamase para os derivados resistentes da amostra 32, possíveis alterações de permeabilidade do envoltório celular, e, indiretamente, modificação dos alvos celulares para esses antibióticos. Esses resultados revelam a elevada ocorrência do fenótipo mutador entre amostras de UPEC oriundas da clínica e destacam a importância do fenômeno sobre a ocorrência de resistência aos beta-lactâmicos de uso clínico. / Currently the high incidence of isolates with multiple resistance to antibiotics used in the clinic is alarming. Recent studies show that one of the reasons that may contribute to increased resistance in bacteria is the occurrence of strains with the mutator phenotype. Deficiencies in mut genes complex including methylation-dependent repair system (MMR from English methyl-directed mismatch repair) and oxidative repair system (GO) can generated strains with a mutator phenotype, which in turn leads to increasing spontaneous mutation rates. Clinical isolates with the mutator phenotype were reported among pathogenic Escherichia coli with antibiotics such as rifampicin, chloramphenicol and quinolones. Nonetheless, there are no studies describing the involvement of the possible impact of the mutator phenotype on the frequency of spontaneous mutations leading to resistance to beta-lactam antibiotics. In this work we studied the occurrence of the mutator phenotype leading toresistance to beta-lactam antibiotics use in clinics. For this purpose we tested a set of pathogenic E. coli strains of human origin, including 48 strains of uropathogenic E. coli (UPEC) and 5 strains of E. coli associated with enteric infections. As positive controls for the mutator phenotype we used E. coli K12 strains deficient in mutY or mutS genes. Qualitative tests revealed 6 UPEC samples and 2 EHEC strains with mutator phenotype for cephalothin, ceftazidime and rifampicin. Three UPEC strains (samples 29, 32 and 47) and one EHEC strain (sample 80) showed spontaneous mutation frequencies ranging from 0.68 x 10-4 to 0.8 x 10-6 to cephalothin and ceftazidime. The results based on PCR amplification revealed no structural changes in the mut gene complex (mutS, mutY and mutL) in the four mutator strains. The work also involved determination of the resistance level to cephalothin or ceftazidime of clones derived from the mutator strains. The colonies obtained were also analyzed to determine the nature of mutation leading to beta-lactam resistance. The results indicated increased expression levels of of a beta-lactamase in derivatives of the 32 strain, possible reduction in cell envelope permeability and, indirectly ,modification of cellular targets for these antibiotics. These results showed the high occurrence of mutator phenotype among UPEC strains derived from clinical settings and highlight the importance of the phenomenon on the occurrence of resistance to beta-lactam antibiotics in clinical use.

A Xylella fastidiosa é uma bactéria gram.negativa, fastidiosa, que vive limitada ao xilema de plantas causando várias doenças de importância econômica como a doença de Pierce em videiras nos Estados Unidos e a Clorose Variegada dos Citros (CVC) no Brasil. A CVC tem afetado severamente a citricultura do estado de São Paulo pondo em risco milhares de empregos e milhões de dólares em geração de divisas. O sequenciamento do genoma de X. fastidiosa revelou genes envolvidos em possíveis mecanismos de patogenicidade dessa bactéria, entre eles um operon possivelmente envolvido na produção de um exopolissacarídeo extracelular denominado goma fastidiana. Supõe.se que esse exopolissacarídeo seja o responsável pela manutenção dos biofilmes bacterianos que causam a oclusão dos vasos xilemáticos levando ao surgimento dos sintomas da CVC. Para estudar esse operon, denominado operon gum, foram construídos vetores para a inativação dos genes gumB, gumD e gumF por duas estratégias: mutagênese por inserção.deleção e mutagênese por troca alélica. A mutagênese por inserção.deleção envolve a integração via recombinação homóloga com uma permuta.de um plasmídeo contendo uma cópia truncada do gene alvo. A mutagênese por troca alélica, por sua vez, envolve duas permutas e se caracteriza pela troca do gene alvo selvagem por uma cópia interrompida por um marcador de seleção. Nenhum mutante gum foi obtido usando.se a estratégia de troca alélica, todavia, mutantes para os genes gumB e gumF foram obtidos com sucesso pela estratégia de mutagênese por inserção.deleção. Nenhum mutante para o gene gumD foi obtido, sugerindo que essa mutação possa ser letal para a célula. A análise de células e colônias desses mutantes crescidos em meio sólido ou em suspensão não mostrou diferenças morfológicas em relação a linhagem selvagem. A inativação dos genes gumB e gumF não influenciou a capacidade de X. fastidiosa se aderir a vidro. Com o uso do gene repórter CAT, que codifica para a enzima clorafenicol acetil transferase a qual confere à bactéria resistência ao antibiótico clorafenicol foi possível verificar que a glicose não influencia na expressão desse operon ao nível de transcrição. Com o uso desse gene reporter, também foi possível identificar uma região transcrita a partir de um promotor não caracterizado, localizada na fita antisenso do operon gum. A comparação do perfil cromatográfico de proteínas solúveis totais dos mutantes e da linhagem selvagem mostrou diferenças significativas nesses pefis, indicando um efeito pleiotrópico dessas mutações. O estudo da função dos genes gumB e gumF na patogenicidade de X. fastidiosa foi impossibilitado por se ter verificado recentemente que a linhagem usada na construção dos mutantes não coloniza a planta eficientemente para a indução de sintomas em citros e tabaco em condições experimentais após inoculação mecânica. / Xylella fastidiosa is a fastidious, xylem restricted, gram.negative bacteria, that causes several economically important diseases as Pierce's disease of grapevine in USA and the Citrus Variegated Chlorosis (CVC) in Brasil. CVC affects severely the São Paulo State citriculture jeopardizing thousands of jobs and millions of dollars of incomes. The genome sequence of X. fastidiosa has revealed several genes possibly involved in the pathogenicity mechanisms of this bacterium, among them, an operon containing nine genes possibly involved in the synthesis of an exopolisaccharide named fastidian gum. This gum is possibly involved in the bacterial biofilm maintenance that causes the xylem occlusion leading to CVC symptoms development. To study this operon, named gum operon, vectors were constructed to inactivate the gumB, gumD and gumF genes by two strategies, insertion.duplication mutagenesis and allelic exchange mutagenesis. The insertion.duplication mutagenesis involves the integration a whole plasmid containing a truncated copy of the target gene by homologous recombination with one crossing over. The allelic exchange mutagenesis involves homologous recombination with two crossing overs that substitutes the wild.type copy of the target gene by a truncated copy interrupted by a selectable marker gene. No gum mutant was obtained using the allelic exchange strategy; however gumB and gumF mutants were obtained by insertion-duplication mutagenesis strategy. GumD mutant was not obtained, suggesting that the mutation in this gene is lethal to the cell. Analysis of cells and colonies of these mutants growing in solid media and in suspension hasn't reveal any morphological difference to the wild.type strain. The disruption of the gumB and gumF genes does not influenced the adhesion capacity of X. fastidiosa to the glass, used as a substrate. Using the reporter gene CAT, wich codes for cloramphenicol acetil transferase enzime confering resistance to cloramphenicol, we verified that glucose has no influence in the expression of this operon at the transcription level. Using this reporter gene, we also identified a transcribed region directed by a non characterized promoter, localized in the antisense strand of the gum operon. A comparison between the soluble protein profile of the mutants and the wild.type strain, obtained by liquid chromatography, showed significative differences, indicating a pleiotropic effect of these mutations. The study of the function of the gumB and gumF genes in the pathogenicity of X. fastidiosa was not concluded because we verified recently that the strainm, used to generate the mutants, do not colonize the plants efficiently to induce symptoms in citrus and tobacco plants after mechanical inoculation.