Ces travaux abordent, d'une part l'étude de la coordination du cuivre(II) et nickel(II) avec un ligand heptadenté tripode, et d'autre part la synthèse et la caractérisation de liquides ioniques dérivés de la bétaïne.Tout d'abord, le ligand heptadenté, le tris[(L)-alanyl-2-carboxamidoéthyl]amine (H3trenala), a été synthétisé sous forme de sel de chlorure ; ses constantes de protonation ainsi que les constantes de stabilité des complexes de Cu(II) et de Ni(II) ont été déterminées par potentiométrie. Des espèces complexes mononucléaires dans lesquels le ligand est protonné ([Cu(H5trenala)]4+, [M(H4trenala)]3+), neutre ([M(H3trenala)]2+) ou déprotonné ([M(H2trenala)]+, [M(Htrenala)]) (M = Cu2+ ou Ni2+) ont été mises en évidence. Seul le Cu(II) donne des espèces dinucléaires dans lesquels le ligand est uniquement déprotonné ([Cu2(H2trenala)]2+, [Cu2(Htrenala)]2+, [Cu2(trenala)]+, [Cu2(trenala)(OH)]). A l'état solide, deux complexes dinucléaires de cuivre(II) ont pu être isolés et caractérisés (IR, UV-Vis, masse électrospray, ATG). L'étude des propriétés catalytiques de ces deux complexes montre une faible activité vis-à-vis de la réaction d'oxydation du catéchol.La seconde partie de ce travail présente la synthèse de liquides ioniques constitués par des synthons cationiques dérivés d'ester de glycine-bétaïne {trialkyl(2-éthoxy-2-oxoéthyl)ammonium (alkyl = éthyl, n-propyl et n-butyl), N-(1-méthylpyrrolidyl-2-éthoxy-2oxoéthyl)ammonium} et des anions inorganiques {bis(trifluorosulfonyl)imide (NTf2-), dicyanamide (Dca-), tétrafluoroborate (BF4-)}. Les influences de la longueur de la chaîne alkyle portée par l'atome d'azote ammonium et de la nature de l'anion associé sur les propriétés physicochimiques telles que la densité, les températures de fusion, de transition vitreuse et de décomposition, la viscosité et les fenêtres électrochimiques, ont été déterminées. De plus, des sels fondus ont pu être générés à partir de ces cations organiques associés aux anions tetrafluoroborate, dicyanamide, hexafluorophosphate (PF6-) et perchlorate (ClO4-), et leurs propriétés physicochimiques ainsi que leurs structures cristallines ont été déterminées.Ensuite, les liquides ioniques hydrophobes sont utilisés pour l'extraction des cations métalliques [Cu(II), Ni(II), Cd(II) et Pb(II)] en phase aqueuse. Cette étude montre que les rendements d'extraction d'ions métalliques, déterminés par mesure de la concentration résiduelle en métal en phase aqueuse, dépendent de la longueur de la chaîne alkyle portée par l'atome d'azote ammonium et des propriétés chélatantes de l'anion. Les rendements les plus élevés ont été obtenus avec les liquides ioniques dont l'anion possède des propriétés chélatantes. L'étude du transfert du métal montre qu'il est dépendant de l'hydrophobicité du synthon cationique. Une augmentation de l'hydrophobicité du synthon cationique conduit à une augmentation du rendement d'extraction, tout en limitant l'échange ionique et en privilégiant une extraction par paires d'ions. Enfin, l'électrodéposition en phase liquide ionique et la désextraction liquide-liquide des ions métalliques ont été étudiées. / This work deals with copper(II) and nickel(II) complexation of a polydentate tripodal ligand and with, on a second part, the synthesis and characterization of ionic liquids derived from betaine and their use in liquid-liquid extraction.On the first part, a heptadentate ligand, tris[(L)-alanyl-2-carboxamidoethyl]amine (H3trenala), has been synthesized as its tetrahydrochloride salt; its protonation constants and the stability constants of the copper(II) and nickel(II) chelates have been determined by potentiometry. Mononuclear species with protonated, neutral, or deprotonated forms of the ligand, [Cu(H5trenala)]4+, [M(H4trenala)]3+, [M(H3trenala)]2+, [M(H2trenala)]+, and [M(Htrenala)] (M=Cu2+ and Ni2+) have been detected in all cases, while only Cu2+ gives dinuclear [Cu2(H2trenala)]2+, [Cu2(Htrenala)]2+, [Cu2(trenala)]+, and [Cu2(trenala)(OH)] species. Two dinuclear copper(II) complexes have been prepared and characterized by spectroscopic techniques (IR, UV-Vis, mass electro-spray) and thermogravimetric analysis. These two dinuclear copper(II) complexes have revealed weak catalytic activity in catechol oxidation.On the second part, a series of salts based on ethyl ester betaine derivatives[trialkyl(2-ethoxy-2-oxoethyl)ammonium or N-(1-methylpyrrolidyl-2-ethoxy-2-oxoethyl)ammonium cations] with alkyl chains [ethyl, n-propyl and n-butyl] have been synthesized. These cations generate hydrophobic ionic liquids with bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, tetrafluoroborate or dicyanamide anions. The influence of the alkyl chain length and the chemical nature of the counteranion on physicochemical properties such as density, melting point, glass transition and decomposition temperatures, viscosity, and electrochemical window have been investigated. In addition, molten salts have been generated from these organic cations with hexafluorophosphate, perchlorate, tetrafluoroborate or dicyanamide anions. Their physicochemical properties and crystal structure have been investigated.The extraction of the different metal cations (Cu2+, Ni2+, Cd2+ and Pb2+) in aqueous solution by hydrophobic ionic liquids synthesized was performed. The extraction yields, determined by the measurements of the residual metal concentration in aqueous solution, depend not only the length of the alkyl chain of the ammonium but also on the nature of the associated anion. The most promising results are obtained with ILs whose anion has a chelating ability. The mechanism of metal transfer has been studied and was related to the hydrophobicity of the cationic synthon. Increasing the hydrophobicity of the cationic synthon leads to an increase of extraction yield, thus limiting the ion exchange and promoting ion pairing extraction. Electrodeposition in ionic liquid phase and liquid-liquid desextraction of metallic ions have also been investigated.

Na cultura da soja ocorre um grupo de percevejos sugadores de sementes, Euschistus heros (E.), Piezodorus guildinii (West.) e Nezara viridula (L.), que causam diversos distúrbios fisiológicos durante o cultivo, como o atraso da maturidade fisiológica, a retenção foliar, as perdas na produtividade e a redução do potencial fisiológico das sementes. A reação dos genótipos de soja ao estresse por percevejos é uma abordagem importante durante a etapa de melhoramento, produção de sementes e desenvolvimento de novas linhagens de soja resistente. O objetivo deste estudo foi comparar os parâmetros de produção e qualidade das sementes, e a resposta de defesa da planta dos diferentes genótipos de soja em condições de ataque de percevejos. Os ensaios foram conduzidos na Estação Experimental de Anhumas (Departamento da Genética, USP, ESALQ), com as populações de plantas de soja submetidas à condição de infestação natural dos percevejos nos anos agrícolas 2012/13 e 2013/2014, com plantas cultivadas sem o controle químico de percevejos e com o controle, em blocos casualizados com cinco repetições em cada sistema de controle. Análises dos dados foram feitas com ANOVA e MANOVA. No primeiro ano, vinte quatro genótipos de soja foram avaliados para os parâmetros agronômicos e de resistência da planta (período de formação de sementes (PFS), ciclo das plantas (Ciclo), altura da planta (AP), índice de acamamento (IA), valor agronômico (VA), número de vagem (NV), peso de mil sementes (PMS), produtividade (PROD), retenção foliar (RF) e peso de sementes boas (PSB)). No segundo ano com oito genótipos de soja, as plantas foram avaliadas pelos mesmos parâmetros agronômicos e de resistência do primeiro ano, exceto o NV e com o acréscimo da avaliação do índice percentual de danos nas vagens (IPDV) e as sementes quanto a qualidade fisiológica (germinação, envelhecimento acelerado, emergência, condutividade elétrica e tetrazólio). Além disso, as sementes e vagens de dois genótipos LQ1050 e CD215, coletadas entre os estágios R5 e R6, foram avaliadas quanto ao teor de isoflavonas em condições de estresse por percevejo no campo. Com o monitoramento da população de percevejos foi possível verificar um aumento de percevejos no PFS, sendo que a densidade populacional no ano agrícola 2012/13 foi mais alta. Para a seleção efetuada no primeiro ano agrícola 2012/13, considerou-se como principal critério o PSB mínimo e máximo para genótipos resistentes e suscetível ao percevejo para a avaliação da qualidade das sementes no segundo ano de cultivo 2013/14. Genótipos de soja com alta produtividade não garantem que os mesmos tenham resistência ao complexo de percevejos e produzam sementes com alta qualidade fisiológica. Foi verificada, nos oitos genótipos de soja do segundo ano de cultivo, variabilidade genética entre cultivares e linhagens de soja para características de qualidade fisiológica avaliada por meio dos testes de germinação e de vigor. Parâmetros utilizados para avaliação da qualidade fisiológica podem ser correlacionados com a resistência da planta ao complexo de percevejos. Coumestrol e gliocelina, compostos fitoalexinas, foram determinados nas vagens de genótipos contrastantes, mas não nas sementes. / A group of stink bugs composed by Euschistus heros (E.), Piezodorus guildinii (West.), and Nezara viridula (L.) causes several physiological disturbs in soybean during the field production, such as: delayed physiological maturity, leaf retention, yield loss, and decreased seed quality and germination potential. The reaction of soybean genotypes to stink bugs complex is an important approach for the crop breeding, seed production, and development of new resistant lines. This work aimed to compare the production and seed quality parameters, besides the plant defense under conditions of stink bugs attack. Assays were carried out at the Experimental Station of Anhumas (Department of Genetics, USP, ESALQ) with the soybean plants submitted to natural infestation by stink bugs, at 2012/13 and 2013/14 crop seasons, with absence and presence of chemical control of the insects, in a randomized block design with five replicates. The data were submitted to both ANOVA and MANOVA analysis. At the first season, 24 genotypes were evaluated as for the agronomic and plant resistance traits: seed formation period, plant life cycle, plant height, lodging index, agronomic value, number of pods per plant, mass of 1000 seeds, yield, foliar retention, and mass of healthy seeds. At the second season, eight genotypes were evaluated by the same agronomic and plant resistance traits of the first season, except the number of pods per plant. The pods damage index and seed physiological quality (germination, accelerated aging, emergence, electrical conductivity, and tetrazolium test) traits were evaluated only in the second season. The pods and seeds of LQ1050 and CD215 genotypes were collected between the R5 and R6 stages and had the isoflavones levels evaluated in conditions of stress by stink bugs attack. Through the monitoring of stink bugs population, it was possible to notice the increase of the insects in the seed formation period, with higher population density in the 2012/13 season. In the first season, the minimum and maximum masses of healthy seeds were taken as the main criterion to select susceptible and resistant genotypes, respectively, to the stink bugs attack, for the seed quality evaluation in the second season 2013/14. High yield genotypes do not ensure resistance to the stink bugs complex and, therefore, seeds with high physiological quality. We have noticed the genetic variability among the genotypes as for the physiological quality evaluated through the germination and vigor tests, at the second season. Traits used for the physiological quality can be correlated with the plant resistance to the stink bugs complex. Coumestrol and glyceollin, phytoalexin compounds, were identified in pods of the contrasting genotypes, but not in the seeds.

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The first study had the purpose to evaluate the penetration and life cycle of H. glycines, race 3 (HG Type 0 -) in soybean cultivars resistant (BRSGO 8860RR) and susceptible (BRS Valiosa RR) under greenhouse conditions. Evaluations in stained roots were made at 2, 4, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24 and 30 days after inoculation (DAI). The penetration of H glycines occurred throughout the period of evaluation in both cultivars. The H. glycines life cycle was completed in 15 days, both in the susceptible and resistant cultivars. Resistant cultivar had the peak period of formation of J3, J4 and females delayed in comparison with the susceptible cultivar. The second study aimed to evaluate effectiveness of the resistance to H. glycines under high inoculum concentration, and the effect of increasing inoculum rates on the penetration of juveniles and H. glycines survival. Two experiments were conducted using three soybean cultivars (BRS Valiosa RR, susceptible to H. glycines; BRSGO Chapadoes and BRSGO 8860RR, both resistant to H. glycines) under four inoculum concentrations (1.000, 2.500, 5.000 and 10.000 eggs and J2 per plant). The increase in the H. glycines inoculum concentration increased the final nematode population in the susceptible cultivar. The cultivar resistance was not affected by high inoculum concentration. The root penetration of J2 increased as the inoculum concentration increased regardless the cultivar. The survival rate was higher in the susceptible cultivar decreasing with increasing of inoculum concentration. The third study evaluated the effect of seed treatment two soybean cultivars (resistant BRSGO 8860RR and susceptible BRS Valiosa RR). Two experiments were conducted, one in a naturally infested field and other under greenhouse conditions. The seed treatments did not affect the stand and the plant height of the resistant soybean cultivar. There was no effect of seed treatments on the nematode population in the field experiment. Under greenhouse, seeds treated with abamectin (50 and 75 mL a.i. 100 kg seed-1) + thiamethoxam (70 mL a.i.), imidacloprid + thiodicarb (105+315 mL a.i.) and thiodicarb + imidacloprid with carbendazim + thiram (75+225 e 30+70 mL a.i.) reduced the number of females per gram of roots on the susceptible cultivar. Seed treatment with imidacloprid + thiodicarb (75+225 mL a.i.) also reduced the number of eggs per female on the resistant cultivar BRSGO 8860RR. / A soja é a mais importante oleaginosa cultivada no mundo sendo o Brasil o segundo maior produtor. Diversos problemas fitossanitários afetam a cultura da soja, dentre eles o nematoide de cisto da soja, Heterodera glycines. A busca por alternativas de manejo eficiente desse nematoide e a compreensão de sua biologia têm sido temas muito difundidos, mas ainda carente de estudos. Dessa forma, foram conduzidos experimentos em condições de casa de vegetação e campo naturalmente infestado visando conhecer melhor o comportamento de H. glycines e propor alternativas para seu manejo. O primeiro estudo teve como objetivo avaliar a penetração e a duração do ciclo de H. glycines, raça 3 (HG tipo 0-), em cultivares de soja resistente (BRSGO 8860RR) e suscetível (BRS Valiosa RR) em condições controladas de casa de vegetação. Foram realizadas avaliações de coloração de raiz aos 2, 4, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24 e 30 dias após a inoculação (DAI). A penetração do H. glycines ocorreu durante todo o período de avaliação nas duas cultivares. O ciclo do H. glycines se completou em 15 dias, tanto na cultivar suscetível como na cultivar resistente. Na cultivar resistente o período de pico de formação de J3, J4 e fêmeas foi atrasado em relação a cultivar suscetível. O segundo estudo teve como objetivo avaliar se a resistência ao H. glycines é eficiente na redução do desenvolvimento do nematoide, mesmo sob elevada concentração de inóculo, bem como se esse aumento na concentração de inóculo e a resistência afetam a penetração de juvenis e a taxa de sobrevivência do H. glycines. Foram conduzidos dois ensaios utilizando-se três cultivares de soja, uma suscetível (BRS Valiosa RR) e duas resistentes (BRSGO Chapadões e BRSGO 8860RR), submetidas a quatro concentrações de inóculo (1.000, 2.500, 5.000 e 10.000 ovos e J2 por vaso). O aumento na concentração inicial de inóculo de H. glycines resultou no aumento da população final do nematoide na cultivar suscetível. A reação de resistência das cultivares não foi afetada por altas concentrações de inóculo e a penetração de J2 nas raízes aumentou com o aumento da concentração de inóculo independentemente da cultivar. A taxa de sobrevivência do nematoide foi maior na cultivar suscetível diminuindo com o aumento da concentração do inóculo, não sendo influenciada pela concentração de inóculo para cultivares resistentes. O terceiro estudo teve como objetivo avaliar o efeito do tratamento de sementes de duas cultivares de soja resistente (BRSGO 8860RR) e suscetível (BRS Valiosa RR), com produtos a base de abamectina e tiodicarbe no manejo de H. glycines. Foram conduzidos dois experimentos, sendo um em campo naturalmente infestado e outro em condições de casa de vegetação. Os tratamentos de sementes não afetaram o estande e a altura das plantas de soja. Não foi observado efeito dos tratamentos de sementes sobre o nematoide no experimento conduzido em campo. Em condições de casa de vegetação os tratamentos de sementes com produtos a base de abamectina, nas dosagens de 50 e 75 mL i.a. 100 kg sementes-1 acrescido de tiametoxam (70 mL i.a.) e os tratamentos imidacloprido + tiodicarbe (105+315 mL i.a.) e imidacloprido + tiodicarbe e carbendazim + tiram (75+225 e 30+70 mL i.a.) reduziram o número de fêmeas por grama de raiz na cultivar suscetível. O tratamento de sementes com imidacloprido + tiodicarbe (75+225 mL i.a.) também reduziu o número de ovos por fêmea na cultivar resistente, BRSGO 8860RR.

A soja constitui uma das culturas mais importantes mundialmente, tanto social quanto economicamente. Consequentemente, informações moleculares sobre processos de desenvolvimento, bem como conhecimento detalhado das interações entre condições estressoras e a resposta da planta a fatores ambientais são necessários. A identificação e caracterização de genes que respondem a condições ambientais específicas constituem um passo inicial no entendimento dos processos adaptativos. Proteínas ricas em glicina (GRPs) são polipeptídeos contendo um grande número do aminoácido glicina em sua estrutura primária. Os genes codificantes de GRPs são regulados ao longo do desenvolvimento e regulados por auxina, ABA, frio, ferimentos, luz, ritmo circadiano, salinidade, seca, patógenos e encharcamento. Entretanto, há pouca informação sobre GRPs de plantas e seus papéis no desenvolvimento e resposta a estresses. As GRPs podem ser divididas em quatro classes (I, II, III, IV) de acordo com sua estrutura primária e presença de domínios característicos. A classe IV é composta por proteínas ligantes de RNA. Domínios adicionais permitem dividir a classe IV de GRPs em quatro subclasses (IVa, IVb, IVc, IVd). A subclasse IVc é representada por proteínas contendo um cold-schock domain (CSD) e dedos de zinco CCHC tipo retrovirais. O objetivo do presente estudo foi: (i) identificar e caracterizar os genes codificantes de classe IV de GRPs, (ii) verificar a padrão de expressão dos genes codificantes da subclasse IVc de GRPs e (iii) produzir plantas de soja transgênicas expressando o gene AtGRP2, o qual foi mostrado estar envolvido na floração e desenvolvimento da semente em Arabidopsis, e também poderia desempenhar um papel na aclimatação ao frio. Um total de 47 genes codificantes da classe IV de GRPs foi identificado no genoma da soja: 19 da subclasse IVa, sete da IVb, seis da IVc e 15 da IVd. Análises in silico indicaram uma expressão preferencial de todos os genes codificantes da subclasse IVc em tecidos em desenvolvimento. Análises de RT-qPCR revelaram que plantas jovens e maduras exibem uma expressão mais alta em folhas do que em outros órgãos, com exceção dos genes GRP2L_4/5 que tiveram expressão mais alta em sementes. GRP2L_4/5 e GRP2L_2 foram induzidos em resposta a baixas temperaturas. Sob estresse com ABA a expressão de todos os genes foi reprimida em folhas e/ou raízes, com exceção do gene GRP2L_2 que foi induzido em raízes. Em resposta a infecção com Phakopsora pachyrhizi, a expressão de GRP2L_2 e GRP2L_3 foi mais alta e precoce no genótipo suscetível quando comparada com o resistente, enquanto que a resposta de GRP2L_4/5 e GRP2L_6 foi mais tardia no genótipo resistente. Ainda, embriões somáticos secundários das cultivares Bragg, IAS-5 e BRSMG 68 Vencedora de soja foram usados para introduzir o gene AtGRP2 no genoma da soja por bombardeamento e sistema bombardeamento/Agrobacterium. Seis eventos de transformação independentes foram confirmados por PCR. No presente momento as plantas estão em desenvolvimento em frascos de vidro. No presente estudo a classe IV de GRPs em soja foi identificada e caracterizada. Este é o primeiro passo para elucidar o papel destas proteínas em plantas. / Molecular information on plant developmental process, as well as detailed knowledge of the interaction between stress conditions and plant response to environmental factors are essential for understanding the adaptive response. Glycine-Rich Proteins (GRP) have the amino acid glycine well represented in their primary structure. The genes encoding GRPs are developmentally regulated and induced by auxin, ABA, cold, wound, light, circadian rhythm, salinity, drought, pathogens, and flooding. However, there is scarce information about plant GRPs and its role on development and stress response. The GRPs can be divided into four classes (I, II, II and IV) according to their primary structure and the presence of characteristic domains. Class IV is composed by RNA-binding proteins. Additional domains permit to split class IV GRPs into four subclasses (IVa, IVb, IVc and IVd). Subclass IVc is represented by proteins containing a Cold-Shock Domain (CSD) and retroviral-like CCHC zinc fingers. The goal of the present study was: (i) to identify and characterize the genes encoding class IV GRPs, (ii) to verify the relative expression of genes encoding subclass IVc GRPs and (iii) to produce transgenic soybean plants expressing the AtGRP2 gene, which was shown to be involved in Arabidopsis flower and seed development, and can also play a role in cold acclimation. A total of 47 genes encoding class IV GRPs were found in the soybean genome: 19 from IVa, seven from IVb, six from IVc and 15 from IVd subclasses. In silico analyses indicated a preferential expression of all genes encoding subclass IVc GRPs in tissues under development. RT-qPCR analyses revealed that both young and mature plants exhibit relative higher expression of subclass IVc GRPs in leaves than in other organs, with exception of GRP2L_4/5 genes that have higher expression in seeds. The GRP2L_4/5 and GRP2L_2 were up-regulated in response to low temperatures. Under ABA stress the expression of all genes was down-regulated in leaves and roots, with exception of GRP2L_2 gene that was up-regulated in roots. In response to Phakopsora pachyrhizi infection, GRP2L_2 and GRP2L_3 expression was higher and earlier in the susceptible genotype when compared with that of the resistant one, while GRP2L_4/5 and GRP2_6 respond later in the resistant genotype. Furthermore, secondary somatic embryos of Bragg, IAS-5 and BRSMG 68 Vencedora soybean cultivars were used to introduce the AtGRP2 gene into the soybean genome by particle bombardment and bombardment/Agrobacterium system. Six independent Bragg transformation events were confirmed by PCR. In the present moment the plants are under development in glass flasks. In the present study the soybean class IV GRPs were identified and characterized. This is the first step to elucidate the role of these proteins in plants.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tabata _Z Bischoff.pdf: 1316294 bytes, checksum: b9584d84274ea8030e2ea272ba9f133e (MD5) Previous issue date: 2015-02-12 / Soy is an important Fabaceae, both for its high nutritional value, as for the commercial production of oil, which is mainly used in human food. The reaction oxidation that takes place in oils and fats is one of the main causes of the deterioration of food, causing thus a decrease of the nutritional quality and the quality of crude oil, which can be remedied or even prevented through the storage appropriate the grain, temperature, relative humidity and the dried optimum of the grain. Given the above, the objective of this study was to evaluate the main changes in the quality the soybean oil crude, present in grain the soybeans, from the storage of grain in the temperature of 30 °C and different relative humidity s (59,6, 67 and 76%). For this purpose, used grain on variety SYN 1059 RR, derived from a grain processing company and producer of seeds of western Paraná. Soybeans grain It was packaged in plastic recipients, within were placed in saturated salt solutions so that the grains reach the desired moisture. The analyzes the dried, lipid, acid value, color, antioxidant capacity, specific extension by absorption in the ultraviolet region were made during storage, because the correlation between these properties indicates the degree of oil oxidation and, consequently, the quality of the grain. A completely randomized design, in a split plot and the results were submitted to analysis of variance and mean comparison test. The storage time caused changes in physical-chemical properties of the grains, therefore, the oil was degraded over time. Another factor that influenced the degradation was the relative humidity because, with the smallest lower relative humidity (56,9%) and most (76,0%) showed the largest degradation. / A soja é uma GR importante, tanto por seu alto valor nutricional quanto para a produção do óleo utilizado na alimentação humana. A reação de oxidação que acontece nos óleos e gorduras é uma das causas principais da deterioração em alimentos, acarretando, deste modo, a diminuição da qualidade nutricional e a qualidade do óleo bruto, que pode ser remediada ou prevenida pelo armazenamento apropriado dos grãos, com temperatura, umidade relativa e teor de água do grão ótimos. Diante do exposto, o objetivo do presente estudo foi avaliar as principais alterações na qualidade do óleo de soja bruto, presente em grãos de soja, a partir do armazenamento dos grãos na temperatura de 30 oC e diferentes umidades relativas (59,6, 67 e 76%). Para tanto, foram utilizados grãos da variedade SYN 1059 RR, oriundos de uma empresa beneficiadora de grãos e produtora de sementes da região oeste do Paraná. Os grãos de soja permaneceram em recipientes de plástico, dentro dos quais foram colocadas soluções saturadas de sais para que os grãos atingissem a umidade desejada. As análises de teor de água, lipídeo, índice de acidez, cor, capacidade antioxidante e extinção específica por absorção na região ultravioleta foram realizadas durante o armazenamento, por 180 dias, pois a correlação destas propriedades indicam o grau de oxidação do óleo e, consequentemente, a qualidade do grão. Utilizou-se delineamento inteiramente casualizado, em esquema de parcela subdividida e os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância e teste de comparação de médias. O tempo de armazenamento provocou alterações nas propriedades físico-químicas dos grãos, assim sendo, o óleo foi degradado ao longo do tempo. Outro fator que influenciou na degradação foi a umidade relativa do ar, pois, com a menor umidade relativa (56,9%) e a maior (76,0%) ocorreram as maiores degradações.

O complexo soja tem um papel importante no desenvolvimento da economia brasileira. Cultivada especialmente nas regiões Centro-Oeste e Sul do país, a soja se firmou como um dos produtos mais destacados da agricultura nacional e na balança comercial. Assim como as demais culturas agrícolas, a soja depende de boas condições climáticas para expressar o seu potencial produtivo. Desse modo, o clima é um dos principais fatores de risco para o sucesso da cultura, especialmente quando se consideram os cenários futuros de mudanças climáticas. Desta forma, pode-se lançar mão de estratégias de manejo da cultura de modo a minimizar os riscos associados ao aquecimento global, como, por exemplo, alterar as datas de semeadura da soja, buscando-se períodos que possam amenizar os impactos proporcionados pela elevação das temperaturas. Com base nisso, o objetivo deste trabalho foi simular o desenvolvimento e a produtividade da cultura da soja nas condições climáticas atuais e futuras e simular diferentes decêndios para a semeadura da cultura, buscando-se determinar as épocas preferenciais em treze regiões produtoras do sul do Brasil. Para tanto, utilizou-se o modelo de simulação de cultura CSM-CropGro-Soybean para simular o desempenho da cultura da soja nas condições climáticas atuais e futuras. Os cenários climáticos, A2 e B2 do IPCC, foram gerados com base nos acréscimos de temperaturas gerados pelos modelos climáticos ETA e PRECIS para dois períodos: D25, entre 2013 e 2043; e D55, entre 2041 e 2071, em treze diferentes localidades produtoras de soja da região Sul do Brasil. A partir dos valores de produtividades potencial e atingível de soja, foram definidos quatro níveis de risco climático, sendo eles: baixo risco; risco moderado; risco alto; e risco muito alto. Também foram simulados quatro decêndios de semedura de soja, dois antecipados e dois tardios em relação ao período atual recomendado. O modelo CSM-CropGro-Soybean foi capaz de simular os efeitos dos diferentes tipos de solo e cultivares de soja nas produtividades potencial e atingível, considerando-se as séries climáticas atuais e futuras. Foi possível observar que o aquecimento global deverá levar a reduções de produtividade da cultura da soja, com as menores perdas ocorrendo nas localidades de Castro, PR, e Santa Maria, RS, e as maiores nas localidades de Palotina, PR, e Uruguaiana, RS. Observou-se que as localidades de Campo Mourão e Cascavel, no estado do Paraná, são as de menores riscos climáticos para o cultivo da soja, enquanto que nas localidades Bagé e Pelotas, RS, ocorrem os maiores riscos climáticos. Ao atrasar ou antecipar a semeadura em relação à época atualmente recomendada, verifica-se diferenças nas produtividades, sendo essas variáveis conforme a localidade estudada. / The soybean complex has an important role in the development of the Brazilian economy. It is especially cultivated in areas like Midwest and South of the country where the crop is established as one of the most important product of national agriculture and the trade balance. Like other crops, soybean depends on good weather to express all its productive potential, thus the climatic condition becomes one of the main risk factors for this crop failure, especially when climate change is considered. Considering that, crop management strategies can be adopted to minimize the climatic risks in the changing climate by anticipating or delaying the soybean sowing dates in relation to the recommended period. Based on that, the objective of this study was to simulate the development and yield of soybean crop in the current and future climate conditions and simulate different sowing dates in order to determine the preferred ones thirteen producing regions of southern Brazil. For that, the crop simulation model CSM-CROPGRO-Soybean was used to estimate soybean yield in the current and future climate scenarios, A2 and B2, with increasing temperatures generated by the climate models ETA and PRECIS for two distinct periods: D25, between 2013 and 2043; and D55, between 2041 and 2071, in thirteen different locations in southern Brazil. Based on the potential and attainable soybean yields, four levels of climatic risk were stablished, being: low risk; moderate risk; high risk; and very high risk. In order to evaluate the management strategies for mitigate the impacts of global warming on crop yield, four new sowing dates were simulated, being two before the recommended sowing period and two after that. The CSMCROPGRO- Soybean model was able to simulate the effects of different soil types and soybean cultivars, for potential and attainable yields, taking into account current and future climate data. It was possible to observe that a reduction in the soybean yield will occur in the future climate scenarios, with the lowest impacts in locations of Castro, PR, and Santa Maria, RS, and the greatest ones in Palotina, PR, and Uruguaiana, RS. Regarding the climatic risk for soybean crop, Campo Mourão and Cascavel, in the PR, were the locations with the lowest values, whereas in Bagé and Pelotas, RS, the highest values were observed. When under global warming, the delaying or advancing of the sowing dates in relation to the present ones, recommended by the government, can result in soybean yield changes, which vary across the locations studied in southern Brazil.

Na cultura da soja, a ocorrência de doenças fúngicas como o mofo branco e a ferrugem asiática, tem reduzido a produtividade de grãos significativamente nos últimos anos. Esta pesquisa objetivou: a) avaliar o potencial de cruzamentos de soja para a obtenção de progênies com boas características agronômicas, com ênfase em produtividade, resistência ao mofo branco e tolerância à ferrugem; b) avaliar a reação ao fungo causador do mofo branco nos genótipos estudados e c) avaliar a tolerância à ferrugem em gerações precoces por meio da estimação do efeito ferrugem. O material genético foi oriundo de um dialelo parcial, com 50 cruzamentos, entre o grupo I (dez genitores representados por linhagens experimentais (USP) com alta produtividade de grãos) e o grupo II (cinco genitores - com indicações na literatura de possível resistência ao mofo branco). Em 2012/13, dois experimentos foram conduzidos, sendo o primeiro com os 50 cruzamentos (geração F2) e três testemunhas comuns e o segundo envolvendo os 15 genitores e as mesmas três testemunhas. Em 2013/14 e 2014/15, a fim de se estimar o efeito ferrugem (nível de tolerância) por meio da diferença (perda) entre as médias de produtividade de grãos (PG) e tamanho das sementes (peso de cem sementes ou PCS), os experimentos com os cruzamentos (gerações F3 e F4) e os genitores foram esquematizados em quatro experimentos (dois manejos para cruzamentos e dois manejos para genitores): manejo O&P, com aplicações de fungicidas para o controle da ferrugem e outras doenças fúngicas; manejo D, com aplicações de fungicida para controle de doenças fúngicas, exceto a ferrugem. Separadamente, dez plantas F4 de cada cruzamento e os genitores foram avaliados quanto à reação ao mofo branco utilizando o método da inoculação de folhas destacadas, a fim de se estimar a área abaixo da curva de progresso da doença. De modo geral, para todas as gerações avaliadas foi observada superioridade de 2,2% para PG dos cruzamentos em relação aos genitores. As perdas médias dos genótipos na presença da ferrugem foram 2,1% e 5,5% para PG e PCS, respectivamente. Considerando a PG, a resistência ao mofo branco e a tolerância à ferrugem, os cinco melhores cruzamentos foram: 111 (USP70.006 x MSOY6101), 131 (USP70.080 x MSOY6101), 133 (USP70.080 x A4725RG), 113 (USP70.006 x A4725RG) e 126 (USP 70.057 x MSOY 6101). Os melhores genitores foram A4725RG e USP70.080. Como padrões de resistência ao mofo branco foram identificados os cruzamentos 142 (USP70.109 x PI153.282) e 111 (USP70.006 x MSOY6101) e os genitores MSOY6101 e Caiapônia; e de suscetibilidade, os cruzamentos 114 (USP70.006 x EMGOPA313) e 135 (USP70.080 x Caiapônia) e os genitores USP14-01-20 e USP70.004. Além disso, as seguintes conclusões foram obtidas: a) as análises dialélicas foram eficazes em identificar populações F2 de maior potencial de ganho genético na seleção; b) a estratégia de se usar diferentes tipos de fungicidas mostrou-se eficiente para estimar a reação das plantas à ferrugem, em termos de PG e PCS; c) a metodologia da folha destacada foi útil em diferenciar os genótipos quanto à resistência das plantas ao mofo branco. / In soybean, the occurrence of fungal diseases such as white mold and Asian rust has reduced seed yield significantly over the past years. This work aimed to: a) assess the potential of soybean crosses to obtain progenies with good agronomic traits, with emphasis on seed yield, white mold resistance and tolerance to rust; b) assess the reaction of genotypes to Sclerotinia sclerotiorum, fungus that cause white mold; c) assess tolerance to rust in early generations through methods of estimation of the rust effect. The genetic material was derived from a partial diallel with 50 crosses between the group I (ten parents - experimental lines, USP, with high seed yield), and group II (five parents - with evidences from the literature of certain resistance to white mold). In 2012/13, two experiments were conducted, the first with 50 crosses (F2) and three common checks; and, the second one involving the 15 parents and the same three checks. In the 2013/14 and 2014/15, in order to estimate the rust effect (tolerance level) by the difference (loss) between the seed yield (PG) and one hundred-seed weight (PCS), experiments with crosses (F3 and F4 generations) and parents were designed in four experiments (two disease managements to crosses and two disease managements to parents); management O&P, with applications of fungicides to control rust and other fungal diseases; management D, with applications of one fungicide for controlling the late season leaf diseases, except rust. Separately, ten F4 plants of each cross and the parents were evaluated for resistance to white mold using the method of inoculation in detached leaves in order to estimate the area under the disease progress curve. In general, for all evaluated generations it was observed superiority of 2,2% in the PG of the crosses, related to the parents. The average loss of PG was 2,1% on the genotypes under study in the presence of rust and the average loss in seed size was 5,5%. Considering the resistance to white mold, tolerance rust and high means of PG, the five best crosses were: 111 (USP 70.006 x MSOY6101), 131 (USP 70.080 x MSOY6101), 133 (USP 70 .080 x A4725RG), 113 (USP 70.006 x A4725RG) and 126 (USP 70.057 x MSOY 6101). The best parents were A4725RG and USP 70.080. As resistance standards to white mold were identified the crosses 142 (USP 70.109 x PI 153282) and 111 (USP 70.006 x MSOY6101) and the parents MSOY6101 and Caiapônia; Susceptibility standards were the crosses 114 (USP 70.006 x EMGOPA 313) and 135 (USP 70.080 x Caiapônia) and the parents USP14-01-20 and USP 70.004. In addition, the following conclusions were obtained a) the diallel analyzes were effective in identifying F2 populations with higher potential for selection gain; b) the strategy of using different managements of fungicides was efficient to estimate the response of plants to rust in terms of PG and PCS; c) the methodology of detached leaf was useful in differentiating the genotypes for resistance to white mold.

Au niveau de la synapse, la liaison des neurotransmetteurs aux récepteurs membranaires induit l’ouverture de canaux ioniques. Le Récepteur de la Glycine (RGly) est un récepteur ionotrope impliqué dans des troubles neuronaux tels que l’addiction, la douleur chronique, ou l’hyperekplexie ; pour cette raison il est important de développer des nouveaux traitements ciblant ce récepteur. Nous avons utilisé des simulations de Dynamiques Moléculaire (DM) et d’électrophysiologie numérique afin d’évaluer la fonction des structures du RGly disponibles et montré qu’aucune d’entre elles ne satisfait les propriétés fonctionnelles de l’état ouvert. Grâce aux simulations de DM, nous avons caractérisé une nouvelle conformation du RGly, qui est compatible avec cet état. Nous avons souligné le rôle majeur des portails latéraux pour la perméation des ions. Nous avons proposé un protocole, nommé pharmacologie dépendante de l’état, pour identifier des molécules modulatrices de protéines allostériques. / Signals within neurons are mostly transmitted through chemical synapses. Signal transduction arises from the binding of neurotransmitters to membrane receptors in order to open ion channels. The Glycine Receptor (GlyR) is an ionotropic receptor which is involved in several neurological disorders such as addiction, chronic pain, or hyperekplexia. Because of its implication in human diseases, it is interesting to design novel drugs targeting this receptor. We used Molecular Dynamics (MD) simulations and computational electrophysiology to probe the function of available GlyR structures. We showed that none of the experimental structures display the physiological behavior of the conductive state. Using MD simulations, we captured a novel conformation of the GlyR compatible with a conductive state and demonstrated the importance of lateral portals for ionic permeation. Lastly, we proposed an original protocol, named state-based pharmacology, to discover modulators of allosteric proteins.

No dinâmico e eficiente mundo do agronegócio brasileiro, a soja, representa uma das mais importantes culturas agrícolas produzidas no Brasil, sendo além disso, uns dos principais commodities no mercado mundial. Entre os fatores que afetam a produção agrícola no Brasil, destaca-se o clima, limitando o potencial de rendimento principalmente por causa do déficit hídrico. É por isso que devem ser avaliadas estratégias de manejo para identificar períodos onde as condições climáticas sejam favoráveis para reduzir o risco de perdas, por exemplo, através da modificação do ambiente de cultivo por meio da definição da melhor época de semeadura, visando atingir produtividades próximas ao potencial produtivo da cultura. Baseados nessa problemática, o objetivo deste estudo foi definir períodos ideais de semeadura verificando sua influência no potencial produtivo da cultura da soja em 9 municípios do estado do Paraná. Para tanto, testou-se o modelo da Zona Agroecológica (MZA) - FAO para a estimativa da produtividade potencial (PP) da cultura da soja em base a 21 épocas de semeadura, 56 anos da dados meteorológicos e 3 cultivares de ciclo precoce, médio e tardio, penalizando-as posteriormente em função do déficit hídrico nos solos com 5 diferentes capacidades de água disponível (CAD), obtendo-se a produtividade atingível (PA) e por último, em função da média de produtividade real (PR) e a PP máxima estimada para cada cultivar e município, foi calculada a quebra de produtividade (PR/PP). Após da definição dos períodos favoráveis de semeadura, com base nas produtividades potencial e atingível foi aplicado o modelo para determinação do dia ótimo de semeadura (Jo) em função de parâmetros empíricos. A partir das simulações, foram possíveis identificar os períodos favoráveis de maior probabilidade de se obter as máximas produtividades (kg ha-1) em base à condicionantes climáticas propostas. Posteriormente, esses foram comparados aos recomendados pelo Zoneamento Agrícola de Risco Climático (ZARC) do Ministério de Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). Observou-se de maneira geral que os períodos de simulação da semeadura da soja pela metodologia proposta, coincidiram com os do ZARC, variando de acordo à localidade e os diferentes ciclos da cultura. Enquanto às perdas estimadas neste trabalho, de forma geral foram observados valores máximos de 52,8; 62,3 e 67,7% para cultivares de ciclo precoce, médio e tardio, respectivamente, apenas em base à definição da melhor época de semeadura. Por tanto, pode-se concluir que o MZA - FAO foi o mais indicado para a estimação do potencial produtivo por meio da definição das épocas preferenciais de semeadura da cultura da soja em função das diferentes CAD e pelo déficit hídrico, apresentado potencial de uso nas metodologias utilizadas no ZARC, gerando informações úteis ao produtor e visando reduzir as perdas causadas pelo clima. / In the dynamic and efficient world of Brazilian agribusiness, soybean represents one of the most important agricultural crops produced in Brazil and is also one of the main commodities in the world market. Among the factors that affect agricultural production in Brazil, the climate is outstanding, limiting yield potential being mainly due to the water deficit. That is why management strategies should be evaluated to identify periods where climatic conditions are favorable to reduce the risk of losses, for example, by modifying the growing environment by defining the best sowing season, aiming to achieve productivities near to the productive potential of the crop. Based on this problem, the objective of this study was to define optimal sowing periods by verifying their influence on the productive potential of the soybean crop in 9 municipalities in the state of Paraná. In order to do so, the model of the Agroecological Zone (MZA) - FAO programe for the estimation of the potential productivity (PP) of the soybean crop was tested based on 21 sowing seasons, 56 years of meteorological data and 3 cultivars of early, medium and later. Productivities were penalized as a function of the water deficit in the soils with 5 different available water capacities (AWC), obtaining attainable productivity (AP) and finally, as a function of the real productivity average (RP). The PP estimated maximum for each cultivar and municipality, we calculated the productivity decrease (PR/PP). After the definition of favorable sowing periods, based on potential and attainable yields, the model for determination of the optimal sowing day (Jo) was applied as a function of empirical parameters. From the simulations, it was possible to identify the favorable periods with the highest probability of obtaining the maximum yields (kg ha-1) based on the proposed climatic conditions. Subsequently, these were compared to those recommended by the ZARC of the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply (MAPA). It was observed in general that the periods of simulation of soybean sowing by the proposed methodology coincided with those of the ZARC, varying according to the locality and the different cycles of the crop. While the losses estimated in this study, in general, maximum values of 52.8; 62.3 and 67.7% were observed for early, middle and late cycle cultivars, respectively, only based on the definition of the best sowing season. Therefore, it can be concluded that the MZA-FAO was the most indicated method for the estimation of the productive potential by means of the definition of the preferential times of sowing of the soybean crop in function of the different CADs and the water deficit, presenting potential of use in the methodologies of ZARC, generating information useful to the producer and aiming to reduce the losses caused by the climate.

Despite being the first biochemical reaction to be discovered, the glycine conjugation pathway remains poorly characterised. It has generally been assumed that glycine conjugation serves to increase the water solubility of organic acids, such as benzoic acid and isovaleric acid, in order to facilitate urinary excretion of these compounds. However, it was recently suggested that the conjugation of glycine to benzoate should be viewed as a neuroregulatory process that prevents the accumulation of glycine, a neurotransmitter, to toxic levels. The true importance of glycine conjugation in metabolism is therefore not well understood. However, no genetic defect of glycine conjugation has ever been reported. This seems to suggest that glycine conjugation is a fundamentally important metabolic process, whatever its function may be. Therefore, a major objective of this thesis was to develop a deeper understanding of glycine conjugation and its metabolic significance. A review of the literature on GLYAT and glycine conjugation suggested that the primary purpose of glycine conjugation is indeed to detoxify benzoate and other aromatic acids of dietary origin. However, the commonly held assumption, that glycine conjugation increases the water solubility of aromatic acids in order to facilitate urinary excretion, seems to be incorrect. A better explanation for the detoxification of benzoate by means of glycine conjugation is based on hydrophilicity, not water solubility. Because of its lipophilic nature, benzoic acid is capable of passively diffusing across the mitochondrial inner membrane into the matrix space, where it accumulates due to the pH gradient over the inner membrane. Although benzoate can be exported from the matrix by organic anion transporters, this process would likely be futile because benzoic acid can simply diffuse back into the matrix. Hippurate, however, is significantly less lipophilic and therefore less capable of diffusing into the matrix. It is therefore not transport out of the mitochondrial matrix that is facilitated by glycine conjugation, but rather the ability of the glycine conjugates to re-enter the matrix that is decreased. The conversion of benzoate to hippurate is a two-step process. First, benzoate is activated by an ATP-dependent acid:CoA ligase (ACSM2A) to form the more reactive benzoyl-CoA. Second, glycine N-acyltransferase (GLYAT) catalyses the formation of hippurate and CoASH from benzoyl-CoA and glycine. Another major objective of this thesis was to gain a better understanding of the structure and function of the GLYAT enzyme. While the substrate selectivity and enzyme kinetics of GLYAT have been investigated to some extent, almost nothing has been published on the structure, active site, or catalytic mechanism of GLYAT. Furthermore, while interindividual variation in the rate of glycine conjugation has been reported by several researchers, it is not known if, or how, genetic variation in the human GLYAT gene contributes to this interindividual variation. To address these issues, systems for the bacterial expression of recombinant bovine GLYAT and recombinant human GLYAT were developed. Because no crystal structure of GLYAT has been reported, homology modelling was used to generate a molecular model of bovine GLYAT. By comparing the molecular model to other acyltransferases for which the catalytic residues were known, Glu227 of bovine GLYAT was identified as a potential catalytic residue. Site directed mutagenesis was used to generate an E227Q mutant recombinant bovine GLYAT lacking the proposed catalytic residue. Characterisation of this mutant suggested that Glu227 was indeed the catalytic residue, and the GLYAT catalytic mechanism was elucidated. The molecular model was also used to identify Asn131 of bovine GLYAT as a potential active site residue. Site-directed mutagenesis was used to generate an N131C mutant, which was sensitive to inhibition by the sulfhydryl reagent DTNB. This suggests that the Asn131 residue of bovine GLYAT may be situated in the active site of bovine GLYAT, but more work is needed to confirm this result. Finally, site-directed mutagenesis was used to generate variants of recombinant human GLYAT corresponding to six of the known SNPs in the human GLYAT gene. Expression and characterisation of the recombinant human GLYAT variants revealed that the enzyme activity and KM (benzoyl-CoA) parameter of the recombinant human GLYAT were influenced by SNPs in the human GLYAT gene. This suggests that genetic variation in the human GLYAT gene could partly explain the interindividual variation in the rate of glycine conjugation observed in humans. Interestingly, the SNPs that negatively influenced enzyme activity also had low allele frequencies, suggesting that there may be some selective advantage to having high GLYAT activity. / PhD (Biochemistry), North-West University, Potchefstroom Campus, 2014