As micorrizas arbusculares (MAs) são associações simbióticas mutualísticas entre fungos da ordem Glomales e as raízes da maioria das plantas terrestres. Os mecanismos moleculares que controlam o desenvolvimento e a eficiência da simbiose são pouco conhecidos, dificultando sua aplicação agrícola em larga escala. No entanto, a análise sistemática e em larga escala de genes expressos em raízes colonizadas por fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) em diferentes condições ambientais poderia contribuir de forma significativa para o conhecimento da biologia dessa simbiose. O objetivo deste trabalho foi identificar genes com expressão induzida ou suprimida em raízes de cana-de-açúcar colonizadas por Glomus clarum em condições de baixo e alto fósforo (P) no substrato de cultivo, durante o desenvolvimento da simbiose. Usando hibridização subtrativa supressiva (\"Suppresive Subtractive Hybridization, SSH) foram encontrados 74 genes com expressão diferencial significativa em raízes micorrizadas de 12 semanas após inoculação (SAI). Por outra parte, um total de 386 genes foram arranjados em membranas de nylon e sua expressão diferencial avaliada por sondas sintetizadas a partir de cDNA extraído em 4 SAI e 12 SAI. A hibridização em macroarranjos mostrou na presença da micorriza acúmulo diferencial de transcritos de genes codificando proteínas putativas envolvidas no metabolismo de jasmonato (COI1) e de etileno (ET) em raízes com 4 SAI, e ácido salicílico (AS) em raízes com 12 SAI. Dos genes que apresentaram acúmulo de transcritos regulados pela micorrização foram escolhidos 12 genes: que codificam cisteina protease (meabolismo de proteínas); remorina (dinâmica celular); dehidroascorbato redutase, e proteína rica em hidroxiprolina (resposta ao estresse); duas proteína associadas a senecência; a horcolina (função não definida); COI1 (metabolismo de jasmonato); catalase, germina, glutationa (estresse oxidativo); quitinase (resposta de defesa), para analise de acúmulo de transcritos por qRT-PCR em 4, 6, 8, 10 e 12 SAI. Os resultados indicam que em etapas precoces do desenvolvimento das MAs são ativados genes que estão relacionados com a resposta ao estresse oxidativo e com metabolismo de fitohormônios, em etapas tardias esses genes mostraram diminução no acúmulo de transcritos. A análise dos padrões de expressão dos genes envolvidos no estabelecimento da simbiose poderia contribuir para elucidar os mecanismos genéticos que controlam a simbiose e poderiam facilitar a aplicação agrícola em larga escala dos FMAs / Arbuscular mycorrhizae (AM) are mutualistic symbiotic associations between fungi of the order Glomales and most of the terrestrial plants. The molecular mechanisms regulating AM development and efficiency are not well understood so that agricultural large scale application is so difficult. Although so many approaches are being used to the identification of differentially expressed genes in AMs, large scale analysis it must contributed to the knowledge of symbiosis molecular biology. The aim of this work was identify genes induced or suppressed in sugarcane roots colonized for G. clarum in low and high phosphorus (P) conditions, during symbiosis development. Using suppressive subtractive hybridization (SSH) was possible to detect 74 genes with differential significant expression in 12 weeks mycorrhized roots. In other hand a total of 386 genes were spotted into nylon membranes and differential expression was evaluated with probes of cDNA of 4 and 12 weeks. Macroarray hybridization shows increase of genes transcripts involved in jasmonate metabolism (COI1) and ethylene metabolism (ET) 4 weeks after inoculation, and in salycilic acid 12 weeks after inoculation. Twelve genes differentially expressed in mycorrhizal presences were choosen to analyse the expression with qRT-PCR in 4, 6, 8, 10 and 12 weeks after inoculation. A cistein protease (protein metabolism); a remorin (cellular dynamic), dehydroascorbate reductase, hidroxiproline rich protein (estress response); two proteins associated to senescence; a horcolin (unknown function); COI1 (jasmonate metabolism); catalase, germin, glutathione (oxidative estress); chitinase (defence response) were tested. The results showed that genes relationated with oxidative stress are activated in early stages of MAs development, and, in late stages these phytohormones metabolism related genes are suppressed. Patterns expression of genes involved in MAs development it must contributed to elucidate the genetics mechanisms controlling the symbiosis and it must facilitate large scale use of FMAs.

O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito que a alteração na sensibilidade ou metabolismo hormonal em uma planta hospedeira poderia ter sobre o desenvolvimento de micorrizas arbusculares (MAs). Para tal, uma coleção de mutantes hormonais de tomateiro (Lycopersicon esculentum) introgredidos na cultivar miniatura Micro-Tom foi inoculada com o fungo Glomus clarum, em dos níveis de P no substrato. Foram realizados 3 experimentos, com os genótipos Never ripe (parcialmente insensível ao etileno), epinastic (superprodutor de etileno), bushy root (parcialmente insensível a citocinina), diageotropica (parcialmente insensível a auxina), procera (supersensível a giberelina) e notabilis (deficiente em ABA). Os parâmetros avaliados foram: porcentagem de colonização micorrízica, massa seca da parte aérea e massa seca da raiz em condições de P suficiente e insuficiente. Com os genótipos que apresentaram maiores alterações no desenvolvimento de MAs, Never ripe e epinastic , foram conduzidas análises morfológicas por meio de microscopia de luz, dosagem de P na parte aérea e estudos de expressão gênica através da técnica de PCR em tempo real (PCR Real-Time). Concluiu-se que, nas condições do presente trabalho, o grupo hormonal que mostrou a maior influencia sobre a formação de MAs foi o etileno, sendo que o seu efeito parece ser tanto estimulatório quanto inibitório. Contudo, os resultados de expressão de genes de defesa não permitem explicar as diferenças observadas. / The aim of the present work was to study the effect that alterations in hormonal sensitivity and metabolism in a host plant could have in the development of arbuscular mycorrhizae (AM). In this regard, a series of hormone-related mutants introgressed in the tomato (Lycopersicon esculentum) cultivar Micro-Tom were inoculated with the fungus Glomus clarum, in two different levels of substrate P. Three experiments were performed, using the genotypes Never ripe (partially insensitive to ethylene), epinastic (ethylene overproducer), bushy root (partially insensitive to cytokinin), diageotropica (partially insensitive to auxin), procera (gibberellin hypersensitive) and notabilis (ABA-deficient). The following parameters were assessed: mycorrhizal colonization percentage, shoot and root dry mass, under conditions of either sufficient or insufficient P on the substrate. Further analyses, such as root morphology, P dosage and gene expression quantification (through Real-Time PCR), were performed on the genotypes which presented the most alterations in mycorrhizal development, namely Never ripe and epinastic. It was concluded that the hormone showing most influence on AM formation was ethylene. Its effect appears to be either stimulatory o inhibitory. In any case, defense gene expression alone could account for the observed differences.

Micorrizas arbusculares (MAs) são simbioses mutualistas formadas entre fungos do solo e a maioria das plantas terrestres, principalmente angiospermas. Esta simbiose pode trazer uma série de benefícios para o hospedeiro vegetal, como uma maior absorção de fosfato, um aumento na tolerância ao estresse abiótico e biótico, e resistência a agentes patogênicos, resultando numa melhor adaptação ao meio. É possível que hormônios vegetais estejam envolvidos em eventos de sinalização entre fungos micorrízicos arbusculares e plantas hospedeiras, durante os processos de colonização das raízes e de desenvolvimento dos arbúsculos. Recentes estudos têm demonstrado que durante o estabelecimento da simbiose, ocorre uma reprogramação da expressão de um grande número de genes, e que essas alterações na expressão gênica podem estar associadas a alterações dos níveis de hormônios nas plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento de MAs em mutantes de tomateiro cv Micro-Tom (MT) insensível ao ácido jasmônico (jai1-1), superprodutor de etileno (epi) e duplo mutante epijai1 inoculados com Glomus clarum em condições de baixa concentração de fósforo no substrato, e a expressão de genes relacionadas à biossíntese do ácido jasmônico (AJ) (OPR3 e AOC) e do etileno (ET) (ACO4 e ACS2). O mutante jai1-1 não apresentou colonização intrarradicular e o acúmulo de transcritos tanto para a via de biossíntese do AJ como do ET foi relativamente menor do que o controle MT o que sugere a importância do AJ para o desenvolvimento da simbiose.O mutante epi e o duplo mutante apresentaram colonização intraradicular reduzida em relação ao controle MT. O acúmulo de transcritos dos genes da via do ET (ACO4 e ACS2) e do AJ (OPR3 e AOC) foi maior no mutante epi. A insensibilidade ao AJ presente no duplo mutante não impediu o acúmulo de transcritos para as vias de biossíntese do AJ e do ET, o que sugere uma relação sinérgica entre os hormônios vegetais no estabelecimento da simbiose. / Arbuscular mycorrhizal (AM) symbioses are formed between mutualistic soil fungi and most land plants, particularly angiosperms. This symbiosis can bring many benefits to the host plant, such as increased absorption of phosphate, an increase in tolerance to abiotic and biotic stress, and resistance to pathogens, resulting in better adaptation to the environment. Its possible that plant hormones are involved in signaling events between mycorrhizal fungi and host plants during the processes of colonization of roots and development of arbuscules. Recent studies have shown that during the establishment of symbiosis, there is a reprogramming of the expression of a large number of genes, and that these changes in gene expression may be associated with altered levels of hormones in plants. The aim of this study was to evaluate the development of MA in mutants of tomato cv Micro-Tom (MT) insensitive to jasmonic acid (jai1-1), ethylene overproducer (epi) and double mutant epijai1 inoculated with Glomus clarum under low phosphorus concentration in substrate, and the expression of genes related to biosynthesis of jasmonic acid (JA) (and OPR3 AOC) and ethylene (ET) (ACO4 and ACS2). Jai1-1 mutant showed no intraradical colonization and the accumulation of transcripts for both the biosynthesis of JA and ET was less than the control MT suggesting the importance of JA for the development of epi and double mutant symbiosis. The mutant epi and the double mutant showed reduced intraradical colonization when compared to the control MT. The transcript accumulation of the ET (ACO4 and ACS2) and JA (OPR3 and AOC) genes was higher in the mutant epi. The insensitivity to the JA in this double mutant did not prevent the accumulation of transcripts for the biosynthetic pathways of JA and ET, suggesting a synergistic relationship between plant hormones for the establishment of symbiosis.

The contamination of soil for copper had refusal contribute to plants establishment in mining and vineyards areas of South Brazil. Mycorrhyzal forestry species could be one alternative to viable the development of plants in contaminated areas for heavy metals. The work was developed at Soil Department and Botanical Garden, in Federal University of Santa Maria; FEPAGRO- FLORESATA, Santa Maria-RS and Camaquã Mines, RS. Firstly, it was evaluated the mycorrhizal occurrence in forestry species like Luehea divricata Mart. et Zucc., Parapiptadenia rigida (Benth) Brenan, Peltophorum dubium (Sprengel) Tauber., Cedrela fissilis Vell., Eugenia involucrata Dc., Fícus puschnathiana (Miq.) Miq., Apuleia Ieiocarpa (J. Vogel) J.F. Macbr., Inga marginata Willd., Tabebuia Alba (Cham.) Sandwith, Tabebuia heptaphylla (Vell.) Toledo, Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong., Tipuana tipu (Benth.) O. Kuntze and Phytolacca dioica L. Roots and soil sampling were performed at Botanical Garden of Federal University of Santa Maria and in native forest on Boca do Monte, district of Santa Maria, RS. No one of studied species had found ectomycorrhizal association in natural environment conditions. Roots of Luehea divricata, Parapiptadenia rigida, Peltophorum dubium, Cedrela fissilis, Fícus puschnathiana, Ingá marginata, Tabebuia Alba, Tabebuia heptaphylla, Enterolobium contortisiliquum, Tipuana tipu and Phytolacca dioica had arbuscular mycorrhizal. An experiment in liquid and solid culture medium was conducted to select copper tolerant ectomycorrhizal fungi. The fungi tested in solid medium were: Pisolitus microcarpus UFSC-Pt116, Suillus sp. UFSM RA2.8, Suillus sp. UFSM RA118, Scleroderma sp. UFSM SC3.6 and Scleroderma sp. UFSC-Sc124. In liquid culture medium were tested the species: Pisolitus microcarpus UFSC-Pt116, Pisolitus tinctorius UFSC-Pt24, Scleroderma sp. UFSC-Sc124, UFSM MC and UFSM RA2.8. The fungi UFSC-Pt116 showed copper tolerance and produced high amount of fungi mycelium. Latter, it was characterized ectomycorrizal on Parapiptadenia rigida, Peltophorum dubium, Apuleia Ieiocarpa and Enterolobium contortisiliquum seedlings in vitro conditions, cultivated and previously inoculated with the ectomycorrhizal fungi UFSC-Pt116. Seedlings of Parapiptadenia rigida, Peltophorum dubium and Enterolobium contortisiliquum was formed association with UFSC Pt 116. The region of transcribed internal space was studied and evaluated the differences in sequencing polymorphism of this region of isolated UFSC-Pt116, it was compared to other ectomycorrhizal fungi like Pisolithus, Sclerodrema, Rhizopogon and Suillus available in the GenBank data. It was confirmed the morphological identification of the isolates as belonging to the genus Pisolithus. However, with molecular results did not confirm the species of this fungus. The second part, it was evaluated the tolerance to copper for forestry species like Parapiptadenia rigida, Peltophorum dubium, Cedrela fissilis and Enterolobium contortisiliquum. Seedlings of Cedrela fissilis was evidenced copper accumulation on leaves, stem and roots. Seedlings of Enterolobium contortisiliquum was accumulated copper on roots, but the metal was not translocated to stem and leaves. It is possible to consider Parapiptadenia rigida as a cooper excluding plant. Peltophorum dubium, Parapiptadenia rigida and Enterolobium contortisiliquum was showed high tolerance to contaminated soil with copper. The thirdly part, it was evaluated the behavior Peltophorum dubium seedlings inoculated with the UFSC Pt 116 ectomycorrhizal fungi in soil with high copper concentrations. The increasing of copper doses was reduced root length, specific root surface area, height and stem diameter of Peltophorum plants. Seedlings of inoculated Peltophorum were showed less copper concentration on tissues and reduced copper absorption on more elevated doses. It was concluded that isolates UFSC-Pt116, UFSC-Pt24 and UFSC-SC124 were efficient on mycelium production in medium with high copper amounts. The isolated UFSC-Pt116 was not efficient to promote Peltophorum growth in soil with high copper concentration, but this isolated was reduced the copper absorption for plant. / A contaminação do solo por cobre tem contribuído negativamente para o estabelecimento de plantas em áreas de mineração e áreas vinícolas do sul do Brasil. Espécies florestais micorrizadas podem ser uma alternativa para viabilizar o desenvolvimento de plantas em áreas contaminadas por metais. O trabalho foi desenvolvido no Departamento de Solos, no Jardim Botânico da Universidade Federal de Santa Maria; na FEPAGRO FLORESTA, Santa Maria e nas Minas do Camaquã, Caçapava do Sul, RS. A primeira etapa objetivou avaliar a ocorrência de associação micorrízica nas espécies florestais Luehea divricata Mart. et Zucc. (açoita-cavalo), Parapiptadenia rigida (Benth) Brenan (angico-vermelho), Peltophorum dubium (Sprengel) Tauber. (canafístula), Cedrela fissilis Vell. (cedro), Eugenia involucrata Dc. (cerejeira), Fícus puschnathiana (Miq.) Miq. (figueira-do-mato), Apuleia Ieiocarpa (J. Vogel) J.F. Macbr. (grápia), Inga marginata Willd. (ingá-feijão), Tabebuia Alba (Cham.) Sandwith (ipê-ouro), Tabebuia heptaphylla (Vell.) Toledo (ipê-roxo), Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong. (timbaúva), Tipuana tipu (Benth.) O. Kuntze (tipuana) e Phytolacca dioica L. (umbu). As coletas de raízes e de solo foram realizadas no Jardim Botânico da Universidade Federal de Santa Maria e em mata nativa no distrito municipal de Boca do Monte, Santa Maria, RS. Nenhuma das espécies estudadas apresentaram associação com fungos ectomicorrízicos em ambiente natural. Raízes de açoita-cavalo, angico-vermelho, canafístula, cedro, figueira, ingá-feijão, ipê-ouro, ipê roxo, timbaúva, tipuana e umbu apresentam micorrizas arbusculares. Um segundo experimento foi desenvolvido para selecionar fungos ectomicorrízicos tolerante a cobre em meio de cultura líquido e sólido. Os fungos testados no meio de cultura sólido foram: Pisolithus microcarpus UFSC-Pt116, Suillus sp. UFSM RA2.8, Suillus sp. UFSM RA118, Scleroderma sp. UFSM SC3.6 e Scleroderma sp. UFSC-Sc124. No meio de cultura líquido foram testados os fungos: Pisolithus microcarpus UFSC-Pt116, Pisolithus tinctorius UFSC-Pt24, Scleroderma sp. UFSC Sc124, o fungo UFSM MC e o UFSM RA2.8. O fungo UFSC-Pt116 apresentou tolerância ao cobre e produziu maior quantidade de massa seca do micélio fúngico. Posteriormente, caracterizou-se a formação de ectomicorrizas em plântulas de angicovermelho, canafístula, grápia e timbaúva cultivadas in vitro, inoculadas com o fungo UFSCPt116. Plântulas de angico-vermelho, canafístula e timbaúva formam associação com fungo ectomicorrízico UFSC-Pt116. Estudou-se a região do espaço interno transcrito e analisaramse as diferenças no polimorfismo da seqüência desta região no isolado UFSC-Pt116 com as seqüências dos isolados de Pisolithus, Scleroderma, Rhizopogon e Suillus do GenBank. Confirmou-se a identificação morfológica do isolado como pertencente ao gênero Pisolithus. Contudo, com os resultados moleculares não foi possível confirmar a espécie do fungo. A segunda etapa objetivou avaliar o comportamento de angico-vermelho, canafístula, cedro e timbaúva tolerantes ao cobre. Mudas de cedro acumulam cobre na parte aérea e radicular. Mudas de timbaúva acumulam cobre na raiz da planta, não o translocam para a parte aérea. O angico-vermelho pode ser considerado uma planta exclusora de cobre. Canafístula, angicovermelho e timbaúva apresentaram maior tolerância a solo contaminado por cobre. A terceira etapa objetivou avaliar o comportamento de mudas de canafístula inoculadas com fungo ectomicorrízico em solo com excesso de cobre. O fungo ectomicorrízico utilizado como inoculante foi o isolado UFSC-Pt116. O incremento das doses de cobre reduziu o comprimento radicular, área superficial específica radicular, altura e diâmetro das plantas de canafístula. Mudas de canafístula inoculadas com fungo ectomicorrízico apresentaram menor teor de cobre em seu tecido e reduziram a absorção de cobre em dose mais elevada. Concluiuse que os isolados UFSC-Pt116, UFSC-Pt24 e UFSC-Sc124 foram eficientes in vitro na produção de micélio com elevada quantidade de cobre. O isolado UFSC-Pt116 não respondeu suficientemente para favorecer o desenvolvimento de canafístula em solo com excesso de cobre. Entretanto, este isolado reduziu a absorção de cobre pela planta.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-28T15:07:29Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1959285 bytes, checksum: 899be21930ffc050976fe55ee57f724f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-28T15:07:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1959285 bytes, checksum: 899be21930ffc050976fe55ee57f724f (MD5) Previous issue date: 2012-07-06 / O Brasil possui uma grande biodiversidade de orquídeas, principalmente de espécies epífitas. Dentre essa diversidade ressaltam-se as espécies Hadrolaelia jongheana, Hoffmannseggella cinnabarina, Hoffmannseggella caulescens presentes em diferentes formações vegetacionais da Floresta Atlântica. As espécies pertencentes à família Orchidaceae associam-se com fungos micorrízicos para promover a germinação de sementes e o estabelecimento do protocormo em seu ambiente natural. O conhecimento da diversidade da comunidade microbiana com qual a orquídea mantém essa associação é de extrema relevância para a compreensão da ecologia e complexidade das associações simbióticas. O presente trabalho teve como objetivo estudar a diversidade genética dos fungos associados às orquídeas H. jongheana, H. cinnabarina, H. caulescens, utilizando-se abordagens moleculares, como a contrução de bibliotecas de clones e amplificação do DNA diretamente das raízes. Os valores do índice de diversidade de Shannon-Wiener para H. cinnabarina, coletada em distintas áreas, foram diferentes, sugerindo que os fatores locais influenciam na diversidade. Observamos que as comunidades fúngicas das três espécies de orquídeas analisadas apresentaram alta diversidade, sendo a composição dessas comunidades estruturalmente diferentes entre si de acordo com as análises do LIBSHUFF. A construção de bibliotecas de clones permitiu identificar táxons de fungos basidiomicetos e ascomicetos associados às raízes dessas plantas. Os fungos basidiomicetos encontrados, em sua maioria, são potenciais candidatos a fungos micorrízicos de orquídeas. Ao passo que, os ascomicetos identificados são, possivelmente, fungos endofíticos dessas plantas. Além disso, verificamos que essas orquídeas tropicais são generalistas em suas associações micorrízicas com fungos rizoctonióides sebacinóides e tulasnelóides. Estes resultados são relevantes à medida que são informações importantes para traçar estratégias de conservação para espécies da flora brasileira ameaçadas de extinção e endêmicas de um importante e ameaçado hotspot. / Brazil has a huge orchid biodiversity, mostly epiphytic species. Among this we emphasize Hadrolaelia jongheana, Hoffmannseggella cinnabarina, and Hoffmannseggella caulescens species occur in different vegetation formations of the Atlantic Forest. The species belonging to the family Orchidaceae are associated with mycorrhizal fungi to promote seed germination and establishment of protocormo in their natural environment. The knowledge of the microbial community diversity which the orchids maintain association is extremely important for understanding the ecology and complexity of symbiotic associations. The present work aimed to study the genetic diversity of fungi associated with orchids H.jongheana, H. cinnabarina, H. caulescens, using molecular approaches, such as the clone library construction and DNA amplification directly from the roots. The values of diversity index Shannon-Wiener for H. cinnabarina, collected in different areas were different, suggesting that local factors influence the diversity.We observed that the fungal communities of those three orchid species analyzed showed high diversity, and the composition of these communities are structurally different from each other according to the LIBSHUFF analysis. The clones libraries construction allowed to identify Basidiomycetes and Ascomycetes taxa associated with the roots of these plants. Basidiomycete fungi found, mostly, are potential candidates for orchid mycorrhizal fungi. While the identified Ascomycete fungi found are possibly endophytes of these plants. Furthermore, we found that these tropical orchids are generalists in their mycorrhizal associations with sebacnioid and tulasnelloid Rhizoctonia-like fungi. These results are relevant as they are important information to develop conservation strategies to threaten and endemic Brazilian orchid species from an important and threatened hotspot. / Dissertação antiga

Na natureza, as orquídeas são totalmente dependentes de fungos micorrízicos para germinar. Estes fungos podem penetrar nas células das raízes e formar pélotons, os quais, quando digeridos pela planta, providenciam açúcares simples para o embrião. Durante a fase aclorofilada de desenvolvimento da plântula, orquídeas são obrigatoriamente dependentes dos fungos; algumas continuam assim por toda vida enquanto outras se tornam facultativamente responsivas à colonização. O objetivo deste trabalho foi identificar quantos clados de fungos podem estabelecer associação micorrízica com Coppensia doniana (sin. Oncidium donianum), uma orquídea amplamente distribuída nos arredores de Campos do Jordão e, demonstrar como as características morfológicas dos isolados, quando analisadas com ferramentas de estatística multivariada, podem ser úteis para a taxonomia destes fungos. Dez plantas foram amostradas em um sítio com vegetação típica de campos de altitude, junto ao Parque Estadual de Campos do Jordão. Fungos foram isolados pela transferência asséptica de cortes de raízes contendo pélotons para meios de cultura BDA modificados. Três clados de fungos foram formados, tanto analisando as características qualitativas das culturas quanto as quantitativas. Os clados foram identificados como dois morfotipos do gênero Ceratorhiza (fase anamórfica de Ceratobasidium) e uma Rhizoctonia-uninucleada. O sequenciamento da região ITS produziu resultados idênticos a estes, mostrando os mesmos três clados. Todas as sequências tiveram alta correlação com sequências de Ceratobasidium depositadas no Genbank, o que sugere uma alta afinidade de Coppensia doniana com este gênero. Também ficou demonstrado que os dados morfológicos, quando associados à estatística multivariada são uma ferramenta útil na taxonomia polifásica de Rhizoctonia spp. As sequências dos isolados de Coppensia doniana também foram comparadas com as de isolados de outras orquídeas, dentro da subtribo Oncidiinae, incluindo: Ionopsis utricularioides e Psygmorchis pussila, coletadas na região do Valle del Cauca Colômbia e isolados de 10 Ionopsis utricularioides, Oncidium altissimum e Tolumnia variegata, estudados por Otero (2002, 2004, 2007), em diferentes regiões de Porto Rico, Costa Rica, Cuba e Panamá. Esta última análise veio a comprovar a preferência de orquídeas da subtribo Oncidiinae por fungos do gênero Ceratobasidium, apesar de que os clados obtidos no Brasil e na Colômbia foram distantes filogeneticamente dos clados previamente estudados na América Central. Representantes dos três clados obtidos de C. doniana em Campos do Jordão foram também testados quanto à capacidade de induzir germinação em suas sementes. Todos isolados testados tiveram sucesso na germinação das sementes, levando as plântulas a estádios avançados de desenvolvimento após 30 dias, o que indica um alto potencial para utilização biotecnológica destes isolados para a germinação das sementes destas orquídeas, tanto para a floricultura comercial quanto para programas de reintrodução de espécies de orquídeas ameaçadas de extinção. / In nature, orchids are fully dependent on mycorrhizal fungi for germination. These fungi can penetrate root cells and form pelotons, whose digestion provides simple sugars for the embryo. During the achlorophyllous seedling stage, orchids are obligatory dependent on the fungi, and some species remain so through life, while others become facultatively responsive to fungal infection. The aim of this study was to identify how many fungal clades can establish mycorrhizal associations with Coppensia doniana, a widespread orchid from Campos do JordãoBrazil, and to demonstrate how their morphological features, analyzed with multivariate statistics, can be useful for classification. Ten plants were sampled in an Araucaria forest near Campos do Jordão. Fungi were isolated by transferring surface disinfected root segments containing pelotons to PDA culture medium. Three main fungal clades were formed by qualitative and quantitative morphological data. They were identified as two morphotypes of Ceratorhiza (anamorphic stage of Ceratobasidium) and one uninucleated Rhizoctonia. The ITS sequencing corroborates this identification, since the same three clades were found. All sequences were highly correlated to Ceratobasidium ITS data deposited at the Genebank, suggesting a high affinity between this species of Oncidiinae and Ceratobasidium. It also could be shown that morphological data associated with multivariate statistics can be a useful tool in fungal multi-level taxonomy. C. doniana sequences were also compared to sequences obtained from isolates of other orchids, belonging to the sub-tribe Oncidiinae, including: Ionopsis utricuarioides and Psygmorchis pussila, collected in Valle del Cauca Colombia and isolated from I. utricularioides, Oncidium altissimum and Tolumnia variegata, studied by Otero (2002, 2004, 2007) in different regions of Puerto Rico, Costa Rica and other Caribbean islands. This last analysis confirmed the preference of this Oncidiinae sub-tribe for Ceratobasidium, although isolates obtained in Brazil or Colombia belong to different clades from those previously studied in Puerto Rico, Costa Rica, Panama and Cuba. 12 Fungi representing the three clades obtained from C. doniana in Campos do Jordão were also tested for their ability to induce germination of C. doniana seeds, with a positive response for all of them, being able to bring the seedlings to advanced development stages in 30 days. These results suggest a high biotechnological potential of these isolates, to be used in orchid symbiotic germination for commercial flower production or for the reintroduction of endangered Brazilian orchid species.

O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito que a alteração na sensibilidade ou metabolismo hormonal em uma planta hospedeira poderia ter sobre o desenvolvimento de micorrizas arbusculares (MAs). Para tal, uma coleção de mutantes hormonais de tomateiro (Lycopersicon esculentum) introgredidos na cultivar miniatura Micro-Tom foi inoculada com o fungo Glomus clarum, em dos níveis de P no substrato. Foram realizados 3 experimentos, com os genótipos Never ripe (parcialmente insensível ao etileno), epinastic (superprodutor de etileno), bushy root (parcialmente insensível a citocinina), diageotropica (parcialmente insensível a auxina), procera (supersensível a giberelina) e notabilis (deficiente em ABA). Os parâmetros avaliados foram: porcentagem de colonização micorrízica, massa seca da parte aérea e massa seca da raiz em condições de P suficiente e insuficiente. Com os genótipos que apresentaram maiores alterações no desenvolvimento de MAs, Never ripe e epinastic , foram conduzidas análises morfológicas por meio de microscopia de luz, dosagem de P na parte aérea e estudos de expressão gênica através da técnica de PCR em tempo real (PCR Real-Time). Concluiu-se que, nas condições do presente trabalho, o grupo hormonal que mostrou a maior influencia sobre a formação de MAs foi o etileno, sendo que o seu efeito parece ser tanto estimulatório quanto inibitório. Contudo, os resultados de expressão de genes de defesa não permitem explicar as diferenças observadas. / The aim of the present work was to study the effect that alterations in hormonal sensitivity and metabolism in a host plant could have in the development of arbuscular mycorrhizae (AM). In this regard, a series of hormone-related mutants introgressed in the tomato (Lycopersicon esculentum) cultivar Micro-Tom were inoculated with the fungus Glomus clarum, in two different levels of substrate P. Three experiments were performed, using the genotypes Never ripe (partially insensitive to ethylene), epinastic (ethylene overproducer), bushy root (partially insensitive to cytokinin), diageotropica (partially insensitive to auxin), procera (gibberellin hypersensitive) and notabilis (ABA-deficient). The following parameters were assessed: mycorrhizal colonization percentage, shoot and root dry mass, under conditions of either sufficient or insufficient P on the substrate. Further analyses, such as root morphology, P dosage and gene expression quantification (through Real-Time PCR), were performed on the genotypes which presented the most alterations in mycorrhizal development, namely Never ripe and epinastic. It was concluded that the hormone showing most influence on AM formation was ethylene. Its effect appears to be either stimulatory o inhibitory. In any case, defense gene expression alone could account for the observed differences.

Orientador: Angelo Luiz Cortelazzo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T20:45:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vilhalva_DivinaAparecidaAnunciacao_D.pdf: 8473615 bytes, checksum: 16013933ce12bdce13be2d0f84d9563f (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O acúmulo de metais pesados no solo provoca grandes danos ambientais, em especial o do cádmio, devido ao seu alto nível de toxicidade e efeitos acumulativos nos organismos em geral. Poucas pesquisas envolvendo a resposta de diferentes vegetais a metais pesados foram realizadas com espécies nativas de cerrado. O objetivo deste trabalho foi avaliar, em casa de vegetação, o comportamento de duas espécies do cerrado: Campulocliniumchlorolepis (Asteraceae) e Galianthe grandifolia (Rubiaceae) em relação ao excesso de cádmio (Cd) no solo. Ambas foram irrigadas com soluções aquosas contendo 0, 0,3 e 3 mmol L-1 de cádmio. Os resultados demonstraram que as espécies são diferentemente tolerantes às concentrações de cádmio a que foram submetidas. Campuloclinium chlorolepis suportou por 14 dias as concentrações de 0,3 e 3 mmol L-1 de Cádmio e, para estas mesmas concentrações, as plantas de Galianthe grandifolia, toleraram até 28 dias. Os principais sintomas de toxicidade do Cd foram: clorose, mancha e murchamento das folhas e inibição do crescimento em Campuloclinium chlorolepis; epinastia e manchas nas folhas em Galianthe grandifolia. O Cd não inibiu o crescimento de Galianthe grandifolia, havendo estímulo no crescimento das plantas até mesmo na maior concentração (3 mmol L-1 de Cd). A análise do teor de Cd mostrou que Galianthe grandifolia é mais tolerante e hiperacumuladora desse metal, concentrando em média 120,37 mg Kg¿1 nos tecidos da parte aérea e 298,97 mg Kg-1 de Cd na parte subterrânea. Campuloclinium chlorolepis apresentou concentrações maiores na parte aérea (22,07 mg Kg-1 de Cd) que nas raízes (7,97 mg Kg-1), mas inferiores às concentrações observadas na outra espécie. Neste trabalho foram também investigadas particularidades relevantes de ambas as espécies. Em Campuloclinium chlorolepis destaca-se a ocorrência de frutanos do tipo inulina, em forma de glóbulos e localizados em todos os tecidos de suas raízes tuberosas, com exceção da epiderme. No sistema subterrâneo de Galianthe grandifolia constatou-se a ocorrência de coléteres protegendo as gemas caulinares originadas em seu xilopódio. Ressalta-se também que as duas espécies possuem associação com fungos micorrízicos arbusculares e fungos endofíticos ¿Dark Septate¿, os quais são co-ocorrentes nas raízes tuberosas e finas de Campuloclinium chlorolepis, enquanto colonizaram apenas as raízes adventícias de Galianthe grandifolia. / Abstract: The accumulation of toxic metals in the soil brings forth great environmental damages, especially cadmium, due to its high toxicity and cumulative effects on the organisms in general. There are a few studies regarding heavy metals and Cerrado native species. The aim of this work was to assess the behavior of two Cerrado species cultivated in the greenhouse: Campuloclinium chlorolepis (Asteraceae) and Galianthe grandifolia (Rubiaceae), as affected by cadmium (Cd) excess in the soil. Both species were watered with aqueous solutions of 0, 0.3, and 3 mmol L-1 of Cd. The results showed that the species have different tolerance levels to the Cadmium concentrations to which they were submitted. Campuloclinium chlorolepis resisted during fourteen days, subjected to the concentrations of 0.3 and 3 mmol L-1 of Cadmium and, at these same concentrations, Galianthe grandifolia remained alive up to 28 days. The main symptoms of Cd fitotoxicity were: clorosis, stained and withered leaves and growth inhibition in Campuloclinium chlorolepis; epinasty and stained leaves in Galianthe grandifolia. There was no growth inhibition in Galianthe grandifolia, but rather growth stimulation, even in the highest concentration (3 mmol L-1 of Cd). The Cd content analysis revealed that Galianthe grandifolia is more tolerant and a hyperaccumulator of this metal, with a mean accumulation of 120.37 mg Kg-1 in the tissues of shoots, and 298.97 mg Kg-1 of Cd in the underground system. Campuloclinium chlorolepis showed greater concentrations of Cd in the shoots (22.07 mg Kg-1) rather than in the roots (7.97 mg Kg-1). In this work, peculiarities of both species were also analyzed. Globular inulin-type fructans were detected in all tissues of the tuberous roots of Campuloclinium chlorolepis, except for the epidermis. In the underground system of Galianthe grandifolia, the shoot buds sprouting from the xylopodium are protected by colleters. In addition, the two species showed an association with both arbuscular mycorrhizal fungi and dark septate endophytic fungi, which co-occur in the tuberous and the thin roots of Campuloclinium chlorolepis, but colonize only the adventitious roots of Galianthe grandifolia. / Doutorado / Doutor em Biologia Vegetal

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-07-20T11:44:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Tese Catarina Maria Aragao de Mello.pdf: 5575765 bytes, checksum: b3c4ea02e6cc1d75d2d5ecf461a8b707 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-20T11:44:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Tese Catarina Maria Aragao de Mello.pdf: 5575765 bytes, checksum: b3c4ea02e6cc1d75d2d5ecf461a8b707 (MD5) Previous issue date: 2015-05-29 / FACEPE / O conhecimento da diversidade de fungos micorrízicos arbusculares em raízes de plantas cultivadas é um pré-requisito para o manejo efetivo e a sustentabilidade de sistemas agrícolas. O objetivo deste trabalho foi determinar qualitativa e quantitativamente as comunidades de FMA em agrossistemas plantados com milho, em Pernambuco. Na primeira etapa do trabalho foram realizadas coletas em três estações experimentais do Instituto Agronômico de Pernambuco: uma localizada em área úmida (Zona da Mata - Itambé) e duas no semiárido (Agreste – Caruaru; Sertão - Serra Talhada) em 2010 e 2011. A análise morfológica dos esporos permitiu a diferenciação de 57 espécies de FMA, das quais duas novas para a ciência. Maior densidade de esporos ocorreu na área do agreste, que apresentou menor riqueza de espécies de FMA. Na área mais úmida foi registrada maior riqueza. A estrutura das comunidades de FMA diferiu entre os locais, segundo o teste de procedimento de permutação multi-resposta (MRPP), em função de diferenças nos atributos químicos e granulométricos dos solos. Duas novas espécies foram descritas: Fuscutata aurea, registrada em Itambé e Paraglomus pernambucanum, encontrada em amostras coletadas em Caruaru e Serra Talhada. Foi proposta uma nova combinação para Paraglomus (P. bolivianum) e revisada a ocorrência mundial dos representantes de Paraglomus e Pacispora. Na segunda etapa do estudo (2012) foram realizadas coletas em três propriedades privadas irrigadas, localizadas também nas Zonas da Mata, Agreste e Sertão, respectivamente nos municípios de Igarassu, Passira e Serra Talhada, em dois períodos de desenvolvimento do milho (60 – floração e 90 dias – colheita). A análise morfológica dos esporos revelou a presença de 43 espécies de FMA. Também foram realizadas análises moleculares da raiz, sendo sequenciados 433 clones do SSU rDNA, dos quais 93 pertencentes a indivíduos das ordens Diversisporales, Gigasporales, Glomerales e Paraglomerales. Dentre os 259 clones do LSU rDNA, 153 corresponderam a gêneros incluídos em Diversisporales, Gigasporales e Glomerales. Os demais clones foram relacionados a outros grupos de eucariotas. Em todas as áreas predominaram representantes de Acaulospora e Glomus. Houve diferença significativa entre as áreas para a maioria dos atributos químicos e composição granulométrica dos solos. A estrutura das comunidades de FMA foi significativamente diferente entre as áreas, de acordo com a ordenação (NMS) e o método estatístico (PERMANOVA). A maior porcentagem de raiz colonizada ocorreu em plantas coletadas em Igarassu (Mata), enquanto a maior riqueza de espécies foi encontrada em solos de Passira (Agreste). A diversidade de FMA no solo difere daquela encontrada no sistema radicular de plantas colonizadas. Representantes dos gêneros Claroideoglomus, Diversispora, Dominikia, Intraornatospora, Redeckera e Rhizoglomus não foram identificados no solo rizosférico, enquanto Ambispora e Paradentiscutata foram observados apenas a partir da análise morfológica dos esporos presentes no solo, não sendo obtidas sequências desses gêneros. A rizosfera de plantios de milho, mesmo em áreas com diferentes características edafoclimáticas, abriga diversificada comunidade de FMA, com dominância dos gêneros Glomus e Acaulospora. O estádio fenológico do milho pode influenciar a diversidade, e a composição das comunidades de FMA pode ser melhor determinada com o uso conjunto de ferramentas moleculares e morfológicas para identificação dos fungos. / The effective management and sustainability of agricultural systems depends on the knowledge of the diversity of AMF in roots of cultivated plant. The aim of this study was to determine qualitatively and quantitatively the AMF communities in corn agrosystems, in Pernambuco, Northeast Brazil. In the first stage of this work collections were carried out in three experimental stations of the Agronomic Institute of Pernambuco: one located in an Atlantic rain forest area (Forest Zone - Itambé) and two in semiarid areas ("Agreste" - Caruaru and "Sertão" - Serra Talhada), in 2010 and 2011. Fifty seven taxa were found, two of which are new species. In the “agreste” area we found higher number of spores and lower richness of AMF species. The highest species richness was registered in the most humid area. The structure of the AMF communities differed among the sites, according to the multi-response permutation procedure test (MRPP), due to differences in chemical and physical soil attributes. The new species described are: Fuscutata aurea, registered in Itambé (humid area) and Paraglomus pernambucanum found in samples from the semiarid areas. A new combination for Paraglomus (P. bolivianum) was proposed, and a survey of the global occurrence of Paraglomus and Pacispora was performed. In the second stage of this study (2012), samples were taken in three private properties, with irrigated fields of corn also located in the three areas: rain Forest (Igarassu), "Agreste" (Passira) and "Sertão" (Serra Talhada). The collections were performed in two periods of corn development (60 days – flowering, and 90 days - harvest). The morphological analysis revealed the presence of 43 AMF taxa. Molecular root analyses were performed, and 433 clones sequenced (SSU rDNA), of which 93 belonged to individuals of the orders Diversisporales, Gigasporales, Glomerales and Paraglomerales. Among the 259 clones of the LSU rDNA, 153 corresponded to genera included in Diversisporales, Gigasporales and Glomerales. The remaining clones were related to other eukaryotic groups. Species of Acaulospora and Glomus predominated in the areas. Significant differences among the areas for most chemical and physical soil attributes were found. The structure of the AMF communities was significantly different among the areas, according to the ordination (NMS) and the statistical method (PERMANOVA). The highest percentage of root colonization occurred in plants collected in Igarassu (Forest), while the highest species richness was found in Passira soils (Agreste). The diversity of AMF in the soil differs from that found in the root system of colonized plants. The genera Claroideoglomus, Diversispora, Dominikia, Intraornatospora, Redeckera and Rhizoglomus were only detected through molecular analysis, while Ambispora and Paradentiscutata were observed just from morphological analysis. The rhizosphere of corn crops in areas with different soil and climatic characteristics has a diverse community of AMF, with dominance of Glomus and Acaulospora species. The growth stage of corn plants can influence the diversity of AMF fungi, which decreased in the rhizosphere of older plants. The simultaneous use of morphological and molecular approaches can improve the knowledge about the composition of AMF communities.

Agricultores e técnicos envolvidos na citricultura orgânica procuram desenvolver sistemas de produção com maior atividade microbiana no solo. Dessa maneira, esperam obter benefícios dos processos que ocorrem no solo, entre eles, o controle natural de pragas e doenças. Porém, são poucos os estudos sobre a influência desse tipo de manejo sobre a microbiota do solo, em especial sobre os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) e o patógeno Phytophthora parasitica. Os objetivos dessa tese foram: avaliar a colonização micorrízica e conhecer a diversidade de FMAs nos sistemas de produção convencional e orgânico de citros; avaliar a aplicação de benomyl e da radiação γ na obtenção de testemunhas não micorrizadas para estudo de interação de comunidade de FMAs nativos e P. parasitica; verificar a capacidade indutora de resistência local e sistêmica dos FMAs nativos a P. parasitica; estudar atividade da quitinase no sistema radicular de limão 'Cravo' colonizado por fungos micorrízicos nativos. Foram realizadas amostragens em dois sistemas de produção de citros em São Paulo, um convencional e um orgânico. A riqueza e a diversidade de espécies de FMAs foram maiores no manejo orgânico. No entanto, a porcentagem de colonização micorrízica nas plantas no campo não variou com o tipo de manejo. Em casa de vegetação, experimentos com plantas de limão 'Cravo' (Citrus limonia) mostraram que a radiação γ foi mais adequada que a aplicação de benomyl na obtenção de testemunhas não micorrizadas para estudo de interação P. parasitica- FMAs nativos de agroecossistemas de produção de laranja. Também em casa de vegetação, foi realizado um experimento com raiz dividida de plantas de limão 'Cravo'. Não foi possível avaliar a capacidade indutora de resistência dos fungos micorrízicos arbusculares nativos porque não houve desenvolvimento da podridão de raízes nas plantas de limão 'Cravo' após a infestação com P. parasitica. Discute-se a interação de patógenos de raiz do solo natural e os FMAs nativos porque o solo natural dos sistemas de produção convencional e orgânico promoveram diferentes respostas de crescimento local e sistêmico das raízes das plantas micorrizadas. A atividade de quitinase foi igual nas raízes de plantas micorrizadas e não micorrrizadas cultivadas em solos dos sistemas de produção convencional e orgânico. Porém, a associação micorrízica aumentou localmente a proteína total nas raízes das plantas. / Farmers and technicians involved with organic citriculture try to develop systems with high microbial activity in soil. In this way, they expect to obtain benefits from processes that occur in soil, as natural control of pests and diseases. However, there are few studies about the influence of this type of management on soil microbiota, specially on the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and the pathogen Phytophthora parasitica. The objectives of this thesis were: to evaluate mycorrhizal colonization and diversity of AMF in citrus conventional and organic farming; to evaluate benomyl application and γ radiation to obtain non-mycorrhizal controls for study of interaction between indigenous AMF and P. parasitica; to verify local and systemic capacity of indigenous AMF to induce resistance against P. parasitica; to study chitinase activity in roots of 'Rangpur' lime colonized by indigenous AMF. Samplings were carried out in two citrus systems in São Paulo, one conventional and one organic farming. The richness and the diversity of AMF species were higher in the organic farming. In greenhouse, experiments with 'Rangpur' lime (Citrus limonia) showed that γ radiation was better than benomyl to obtain non-mycorrhizal control for studies of interaction between P. parasitica-indigenous AMF from orange agroecosystems. In greenhouse also, a split root experiment with 'Rangpur' lime was carried out. It was not possible to evaluate the indigenous AMF capacity to induce resistance because no root rot developed in 'Rangpur' lime plants after inoculation with P. parasitica. We discuss the interaction between root pathogens in natural soil and indigenous AMF because natural soil from conventional e organic farming promoted different local and systemic root growth responses in mycorrhizal plants. Chitinase activity was similar in roots of mycorrhizal and non-mycorrhizal plants grown in conventional and organic farming soils. However, mycorhizal association increased local protein content in roots.