O material particulado (MP) atmosférico é associado a vários agravos e doenças, sendo recentemente classificado como carcinogênico para humanos (Grupo 1) pela Agência Internacional de Pesquisa em Câncer (IARC). Embora sua toxicidade, incluindo a genotoxicidade, esteja reconhecidamente ligada ao tamanho das partículas, a contribuição da sua composição química para esses efeitos ainda não está completamente elucidada. O tamanho e a composição das partículas são influenciados por características meteorológicas e climáticas, com destaque para a temperatura e o período de radiação solar. O teste Salmonella/microssoma é o mais utilizado para avaliação da mutagenicidade de amostras de MP, contudo um número reduzido de linhagens é usado. Assim, o objetivo desse estudo foi investigar e comparar a influência das diferentes condições atmosféricas e climáticas das cidades de Limeira (Brasil), Estocolmo (Suécia) e Quioto (Japão) nos perfis de mutagenicidade, utilizando 11 linhagens com diferentes seletividades, e nos perfis de composição química de amostras compostas de partículas totais em suspensão (PTS) coletadas durante o inverno dessas cidades. Para que os resultados pudessem ser diretamente comparados foi adotada a mesma metodologia, incluindo o procedimento de amostragem, o método de preparo de amostra, o protocolo do teste de mutagenicidade e as técnicas de análises químicas para identificação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) e de seus derivados alquilados. Limeira apresentou a maior concentração de PTS (99,0 µg/m3), seguida por Quioto (28,0 µg/m3) e Estocolmo (6,2 µg/m3). Apesar da concentração de PTS em Limeira ser 16 vezes maior que em Estocolmo e 3,5 vezes maior que em Quioto, as porcentagens de material orgânico extraído (MOE) obtidas foram 9, 15 e 5%, respectivamente. Os extratos das amostras de PTS coletadas nas três cidades apresentaram atividade mutagênica para todas as linhagens, tanto na ausência quanto na presença de S9, com exceção da TA102 que não detectou a atividade mutagênica em nenhum dos extratos, e para YG7108 na presença de S9, apenas para a amostra de Limeira. Apesar das diferenças nas condições meteorológicas e climáticas dessas cidades, seus perfis de mutagenicidade foram semelhantes. A menor potência mutagênica para a YG7108 na ausência de S9 e a ausência de mutagenicidade na presença de S9 revela a menor contribuição de agentes alquilantes para a mutagenicidade da amostra de Limeira em relação as demais cidades. Considerando a seletividade das linhagens utilizadas, foi observado maior contribuição de compostos que causam danos oxidativo ao DNA e de agentes alquilantes para a mutagenicidade da amostra de Quioto. Porém, de acordo com as respostas das linhagens que possuem atividade aumentada das enzimas nitroredutase (NR) e/ou O-acetiltransferase (OAT), YG1021, YG1024 e YG1041, revelam a maior contribuição de nitroarenos e aminas aromáticas para a mutagenicidade das três cidades, com destaque para aqueles mutágenos que dependem da ativação via OAT. As potências mutagênicas expressadas em função da massa de MOE (rev./µg MOE) foram similares para todas as amostras. Quando expressas por volume de ar (rev./m3), as potências mutagênicas foram proporcionais às concentrações de PTS das três cidades (Limeira > Quioto > Estocolmo). Quando aplicadas as razões diagnósticas foi possível verificar uma mistura de fontes de poluição em Limeira e Estocolmo. As razões diagnósticas dos HPA indicam que a amostra de Limeira é composta por partículas frescas, com um leve predomínio de fontes de combustão. A amostra de Estocolmo apresenta partículas envelhecidas e com predomínio de fontes petrogênicas. Esse resultado foi inesperado, uma vez que as condições atmosféricas de Limeira são mais favoráveis ao envelhecimento das partículas que as de Estocolmo. O estudo do transporte das massas de ar explica, pelo menos em parte, a presença de partículas envelhecidas na amostra de Estocolmo. Sugere também que a redução das concentrações de HPA em Limeira depende do controle das fontes locais, enquanto em Estocolmo o controle das fontes locais não seria eficiente na diminuição desses poluentes. Em paralelo a avaliação das amostras de PTS, foi desenvolvido um novo protocolo miniaturizado do teste Salmonella/microssoma em microssuspensão. O protocolo utilizando microplacas de 12 poços foi validado empregando treze compostos mutagênicos testados com três linhagens de Salmonella selecionadas baseadas em suas diferentes frequências de reversão espontânea (baixa, média e alta). Tanto o teste miniaturizado em microplacas de ágar (MPA) quanto o em microssuspensão apresentaram sensibilidades semelhantes, concluindo que o MPA é uma ferramenta promissora e pode ser particularmente adequado para estudos ambientais como Análise Dirigida pelo Efeito (EDA) ou programas de monitoramento. / Atmospheric particulate matter (PM) is associated with various diseases and has recently been classified as carcinogenic to humans (Group 1) by the International Agency for Research on Cancer (IARC). Although the PM toxicity, including genotoxicity, is known to be related to particle size, the contribution of its chemical composition to the observed effects has not yet been fully elucidated. The size and composition of the particles are influenced by meteorological and climatic characteristics, especially the temperature and the period of solar radiation. The Salmonella/microsome assay is the most used for the evaluate of the mutagenicity of PM samples, however a small number of strains are used. The objective of this study was to investigate and compare the influence of the different atmospheric and climatic conditions of the cities of Limeira (Brazil), Stockholm (Sweden) and Kyoto (Japan) on mutagenicity profiles, using 11 strains with different selectivity, and chemical composition profiles of total particles suspended (TPS) composed samples collected during the winter of these cities. For the results to be directly compared, the same methodology was adopted, including the sampling procedure, the sample preparation protocol, the mutagenicity test protocol, and the chemical analysis techniques for the identification of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and their alkylated derivatives. Limeira presented the highest concentration of TPS (99.0 µg/m3), followed by Kyoto (28.0 µg/m3) and Stockholm (6.2 µg/m3). Although the TPS concentration in Limeira was 16-fold higher than in Stockholm and 3.5-fold higher than in Kyoto, the percentage of extracted organic material (EOM) obtained was 9, 15 and 5%, respectively. The extracts from the TPS samples collected in the three cities presented mutagenic activity for all strains, both in the absence and presence of S9, except for TA102 that did not detect the mutagenic activity in any of the extracts, and for YG7108 in the presence of S9, only for the Limeira sample. Despite the differences in meteorological and climatic conditions of these cities, their mutagenicity profiles were similar. The lower mutagenic potency for YG7108 in the absence of S9 and the non-mutagenicity in the presence of S9 reveals the lower contribution of alkylating agents to the mutagenicity of the Limeira sample in relation to the other cities. Considering the selectivity of the strains used, we can also observe a greater contribution of compounds that cause DNA oxidative damage and of alkylating agents for the mutagenicity of the Kyoto sample. However, according to the responses of the strains that have increased activity of the nitroreductase (NR) and/or O-acetyltransferase (OAT) enzymes, YG1021, YG1024 and YG1041, show the highest contribution of nitroarenes and aromatic amines for the mutagenicity of the three cities, with emphasis on those mutagens that depend on OAT activation. The mutagenic potencies expressed as a function of EOM mass (rev./µg EOM) were similar for all samples. When expressed by air volume (rev./m3), the mutagenic potencies were proportional to TPS concentrations of the three cities (Limeira> Kyoto> Stockholm). When applying the diagnostic ratios, it was possible to verify a mixture of sources of pollution in Limeira and Stockholm. The diagnostic ratios of the PAH indicate that Limeira sample is composed of fresh particles with a slight predominance of combustion sources. The Stockholm sample present aged particles with a predominance of petrogenic sources. This result was unexpected, since Limeira\'s atmospheric conditions are more favorable to particle aging than Stockholm\'s. The study of the transport of air masses explains, at least in part, the presence of aged particles in the Stockholm sample. It also suggests that the reduction of PAH concentrations in Limeira depends on the control of local sources, while in Stockholm control of local sources would not be efficient in reducing these pollutants. In parallel to the evaluation of the TPS samples, a new miniaturized protocol of the Salmonella/microsome assay in microsuspension was also developed. The protocol using 12-well microplates was validated by employing thirteen mutagenic compounds tested with three selected Salmonella strains based on their different spontaneous reversion frequencies (low, medium and high). Both the miniaturized microplate agar (MPA) and the microsuspension assay presented similar sensitivities, concluding that MPA is a promising tool and can be particularly suitable for environmental studies such as effect-directed analysis (EDA) or monitoring programs.

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No tratamento clássico, Monte Carlo, aplicou-se o algoritmo Metropólis através do programa DICE. A separação de configurações estatisticamente relevantes para os cálculos das propriedades médias foi implementada com a utilização da função de auto-correlação calculada para cada sistema. A função de distribuição radial dos líquidos moleculares foi utilizada para a separação da primeira camada de solvatação, a qual, estabelece a principal interação entre soluto-solvente. As configurações relevantes da primeira camada de solvatação de cada sistema foram submetidas a cálculos quânticos a nível semi-empírico com o método ZINDO/S-CI. Os espectros de absorção foram obtidos para os solutos em fase gasosa e para os sistemas de líquidos moleculares comentados. Os momentos de dipolo elétrico dos mesmos também foram obtidos. Todas as bandas dos espectros de absorção dos sistemas tiveram um desvio para o azul, exceto a segunda banda do sistema de Beta-Caroteno em Ácido Oléico que apresentou um desvio para o vermelho. Os resultados encontrados apresentam-se em excelente concordância com os valores experimentais encontrados na literatura. Todos os sistemas tiveram aumento no momento de dipolo elétrico devido às moléculas dos solventes serem moléculas polares. Os sistemas de ácidos graxos em álcoois apresentaram resultados muito semelhantes, ou seja, os ácidos graxos mencionados possuem comportamentos espectroscópicos semelhantes submetidos aos mesmos solventes. As simulações através do método seqüencial Monte Carlo / Mecânica Quântica estudadas demonstraram que a metodologia é eficaz para a obtenção das propriedades espectroscópicas dos líquidos moleculares analisados. / The Sequential Monte Carlo / Quantum Mechanical method was applied to study the solvatochromic shifts and the dipole moments for organic molecules: Uracil in water, - carotene in oleic acid, ricinoleic acid in methanol and in ethanol and oleic acid in methanol and in ethanol. The optimizations and charges distributions had found by Density Functional Theory through the B3LYP functional and sets basis functions 6-31G(d) to all molecules except water and Uracil, whose was applied the sets basis functions 6-311++G(d,p). In the classical approach, Monte Carlo, was applied the algorithm Metropólis through the DICE program. The sampling of statistically relevant configurations to averaged calculations of the properties was used with auto-correlation function performed to each system. The Radial Distribution Function of the molecular liquids was applied to separate the first shell solvation for each system, which gives the main interaction between solute-solvent. The statistically relevant configurations of the first shell of solvation of the each system were subject a quantum mechanical calculations at the semi-empiric level with the method ZINDO/S-CI. The absorptions spectrum had found to solutes in gas phase and to the systems of molecular liquids spoken. The electric dipole moments of these were also found. All the bands of spectrum absorptions had a blue shift, except the second band of the -carotene in oleic acid that was a red shift. The results found have a very good agreement with the values found in the literature. All the system had increase in the electric dipole moments because the solvents molecules are polar molecules. The system of fatty acids in alcohols had results very similar, in other words, the fatty acids mentioned had characteristics spectroscopic similar submitted to same solvents. The simulations whose with Sequential Monte Carlo / Quantum Mechanical method were studied show the methodology is effective to find the spectroscopic proprieties of molecular liquids analyzed.

La acetilcolinesterasa (AChE) hidroliza el neurotransmisor acetilcolina. La enzima se presenta en distintas formas moleculares. Tetrámeros hidrofílicos de AChE de suero fetal bovino se purificaron, sometieron a un tratamiento químico desnaturalizante o reductor, y estudiaron mediante análisis de sedimentación, cromatografía, fluorescencia intrínseca y unión de sondas hidrofóbicas. La transformación de los tetrámeros hidrofílicos en dímeros y monómeros anfifílicos demostró la alta flexibilidad conformacional de las subunidades de AChE, lo que podría ser crucial en la síntesis del conjunto completo de sus formas moleculares, y aportó una explicación de cómo algunas de sus formas interaccionan con las membranas. Para entender la heterogeneidad molecular de la AChE, también se empleó el anticuerpo AE-1, que interaccionó de forma desigual con oligómeros y monómeros de AChE de distintas fuentes. Experimentos de Western blot demostraron que el epítopo de AE-1 es de naturaleza confor macional. Finalmente, los datos experimentales descartaron la fosforilación de la AChE con proteína quinasa A. / Acetylcholinesterase (AChE) hydrolyzes the neurotransmitter acetylcholine. The enzyme exists in several molecular forms. AChE hydrophilic tetramers from fetal bovine serum were purified, chemically denatured or reduced, and studied by sedimentation analysis, hydrophobic chromatography, intrinsic fluorescence spectra and binding of amphiphilic probes. Conversion of the hydrophilic tetramers into amphiphilic dimers and monomers showed that AChE subunits possess a flexible conformation, which may be important for generating a full set of molecular forms, and gave an explanation of the interaction of certain AChE forms with membranes. Another approach to determine the molecular basis for the structural heterogeneity of AChE was to use the antibody AE-1, which distinctly reacted with AChE oligomers and monomers from different sources. The results of Western blot revealed that the determinant for AE-1 consisted of a conformational domain, not a primary sequence region. Finally, the experimental data rejected the phosphorylation of AChE at non-consensus protein kinase A sites.

La enfermedad más grave de la etapa larval de las abejas (Apis mellifera L.) es la loque americana, causada por la bacteria esporulada Gram (+) Paenibacillus larvae. Es muy contagiosa y posee problemas únicos para su prevención y control debido a que las esporas bacterianas mantienen su capacidad infectiva durante tiempo prolongado y sobreviven bajo condiciones ambientales adversas, no existiendo brotes estacionales ya que se manifiesta en cualquier época del año con la condición que haya cría presente en la colmena. La enfermedad tiene difusión mundial y aparece en la lista de enfermedades de la OIE (Office International des Epizooties - Organización Mundial de la Salud Animal), que incluye enfermedades transmisibles que son consideradas de impacto socio-económico y/o de importancia para la salud pública entre países y que influyen negativamente en el comercio internacional de animales y productos de origen animal. En la Argentina se la detectó por primera vez en 1989 y actualmente está ampliamente diseminada en todas las áreas productoras de miel. Con el objeto de estudiar la diversidad de Paenibacillus larvae se aplicaron procedimientos de microbiología clásica y de biología molecular para caracterizar una colección de 455 cepas del patógeno. El cepario de trabajo se conformó con 106 aislamientos obtenidos de larvas de abejas con síntomas de la enfermedad, con 307 cepas aisladas de mieles contaminadas de distintos orígenes geográficos, 21 cepas provistas por otros laboratorios y 21 cepas de Colecciones Internacionales. Se identificaron 54 aislamientos de restos larvales y/o escamas con síntomas clínicos de la enfermedad y 252 aislamientos de mieles provenientes de distintas localidades de la Argentina. A partir de material de panales con síntomas clínicos remitidos por investigadores de otros países, se obtuvieron 52 aislamientos conformados por 3 aislamientos de Alemania, 5 de Francia, 5 de Italia, 9 de N. Zelanda, 6 de Polonia, 11 de Sudáfrica, 4 de Suecia, 1 de Túnez y 8 de Uruguay. Adicionalmente se aislaron 18 cepas de mieles de Italia, 17 de mieles de EE.UU., 7 de mieles de Francia, 5 de mieles de España, 3 de mieles de Canadá, 2 de mieles de Sudáfrica, 1 de miel de Brasil, 1 de miel de Túnez y 1 de miel de Panamá conformando un total de 55 cepas obtenidas de mieles de otros países productores. Fueron recibidas como cultivo 42 cepas: 2 de Argentina, 2 de Bélgica, 2 de Chile, 2 de Japón, 3 de Inglaterra, 4 de República Checa, 10 de EE.UU. y 13 de origen desconocido. Si bien la colección estuvo integrada por un alto número de cepas provenientes de Argentina (n= 308) el trabajo se realizó también sobre un número considerable de cepas (n=147) de otros orígenes que resultó adecuado para los estudios de diversidad. Adicionalmente, con el fin de incluir controles, se emplearon 5 cepas de Colecciones Internacionales que en la actualidad se clasifican como Paenibacillus larvae pero que pertenecían a la anterior subespecie Paenibacillus larvae subsp. pulvifaciens (1 de EE.UU., 1 de Canadá, 1 de Francia y 2 de origen desconocido). Otras cepas de este grupo proveniente de EE.UU. fueron gentilmente cedidas por el Dr. D. P. Stahly para los estudios con el bacteriófago PPL1c del capítulo III. Se constituyó un segundo cepario con una colección de 282 aislamientos bacterianos de otras especies esporuladas aerobias conformado por 129 aislamientos de Bacillus cereus, 62 de Paenibacillus alvei, 52 de Bacillus megaterium, 8 de Bacillus mycoides, 6 de Bacillus subtilis, 6 de Lysinibacillus sphaericus, 5 de Bacillus thuringiensis, 5 de Brevibacillus laterosporus, 5 de Bacillus circulans, 2 de Bacillus licheniformis, 1 de Bacillus polymyxa y 1 de Bacillus pumilus. Adicionalmente, se emplearon 41 cepas recibidas de Colecciones Internacionales y pertenecientes a distintas especies de los géneros Paenibacillus, Bacillus, Brevibacillus, Lysinibacillus y Virgibacillus. En el Capítulo II se caracterizaron las 455 cepas de Paenibacillus larvae mediante técnicas microbiológicas. El agregado de ácido nalidíxico al medio de cultivo a una concentración final de 9 µg/ml resultó adecuado para la obtención de cultivos puros de Paenibacillus larvae evitando el sobredesarrollo del saprobio Paenibacillus alvei comúnmente presente en las larvas de abejas. Con respecto a los aislamientos provenientes de muestras de mieles, el agregado de la combinación de antibióticos ácido nalidíxico y ácido pipemídico al medio MYPGP permitió obtener colonias de Paenibacillus larvae y mayormente inhibió el desarrollo de otras especies esporuladas presentes en este tipo de muestras, ya que más del 80% de las muestras analizadas contenía más de una especie bacteriana resistente al tratamiento de shock térmico de 80 °C. Independientemente del origen geográfico y/o floral de las mieles analizadas aquí, las especies esporuladas aerobias encontradas con mayor frecuencia han sido Paenibacillus larvae, Paenibacillus alvei, Bacillus cereus, Bacillus megaterium y Bacillus pumilus. Paralelamente y, en menor proporción, se hallaron cepas de Brevibacillus laterosporus, Bacillus mycoides, Bacillus thuringiensis, Bacillus subtilis, Bacillus circulans, Paenibacillus polymyxa, Lysinibacillus sphaericus y Bacillus licheniformis. Mientras que Paenibacillus larvae y Paenibacillus alvei están asociados con enfermedades de las abejas, Bacillus cereus y Bacillus megaterium son especies ubicuas frecuentes en todo tipo de suelos, sus esporas sobreviven la distribución en polvos y aerosoles siendo vehiculizadas desde estos lugares a otros hábitats como las superficies florales. Paralelamente, Bacillus megaterium junto con Bacillus subtilis, Bacillus pumilus, Bacillus licheniformis, Bacillus cereus, Bacillus circulans y Paenibacillus alvei son las especies predominantes en los tractos digestivos de larvas, abejas adultas y heces de las mismas. También en este capítulo, se determinó que la configuración superficial de las esporas bacterianas vistas al MEB resultó coincidente con lo descripto por otros autores para cada una de las especies analizadas. En el capítulo III se demostró que el bacteriófago PPL1c resultó una herramienta útil para la identificación y diferenciación rápida de cepas de Paenibacillus larvae, como complemento de otras características fenotípicas. El fago mostró ser altamente específico a nivel de especie encontrándose un 98 % de cepas de Paenibacillus larvae susceptibles al mismo mientras que el resto de las especies de Paenibacillus, Bacillus, Brevibacillus, Lysinibacillus y Virgibacillus resultaron resistentes. En el capítulo IV se estableció que la técnica de rep-PCR resultó adecuada para determinar la variabilidad de las poblaciones de Paenibacillus larvae dónde se halló una alta homogeneidad genética. El empleo de los cebadores BOX y REP reveló la existencia de 4 perfiles de fingerprints a los cuales denominamos A, B, C y D respectivamente, mientras que las cepas de colección pertenecientes al ex. grupo pulvifaciens mostraron el perfil distintivo E. Cuando se emplearon los cebadores ERIC, con excepción de algunas cepas provenientes de Colecciones Internacionales, todos los aislamientos obtenidos de larvas y mieles presentaron un perfil ERIC-I coincidente con lo descripto también por otros investigadores y sólo se halló el perfil ERIC-II en cepas pigmentadas enviadas de la Colección del SAG. Mientras que el perfil ERIC-I es el de mayor distribución a nivel mundial, el perfil ERIC-II ha sido citado en Alemania, Finlandia, Suecia y Austria y, muy recientemente, en muestras de Canadá y Nueva Zelanda. Las cepas pertenecientes al perfil ERIC I estudiadas en esta tesis a su vez se subdividían en alguno de los 4 perfiles BOX (A, B, C o D) y presentaban colonias "típicas" de Paenibacillus larvae no pigmentadas, de color entre blanquecino y grisáceo y formas ligeramente rugosas en agar MYPGP y en agar Columbia suplementado con sangre ovina (Capítulo II). Por otra parte las cepas de colección del grupo ex pulvifaciens, analizadas aquí (n=5) presentaron un perfil ERIC–IV / BOX-E. Si bien en este trabajo no se encontró ningún representante del genotipo ERIC-II, a excepción de los cultivos enviados por el SAG, el mismo pudo haber pasado inadvertido en el análisis de mieles debido a la alta contaminación de las mismas con otras especies esporuladas Gram (+) que hizo imprescindible someter a las muestras a un shock térmico previo al aislamiento en medios semi-selectivos. En el capítulo IV también se concluyó que el gen 16S rRNA es polimórfico entre las especies esporuladas aerobicas comúnmente presentes en la miel, no obstante, no se detectaron polimorfismos a nivel intra-especie en las cepas de Paenibacillus larvae de distintas regiones geográficas cuando se emplearon las endonucleasas (Alu I, Msp I, Hae III, CfoI, Rsa I y Taq I). En cuanto a las comparaciones entre perfiles de rep-PCR y RFLP se observó que los 4 patrones de BOX-PCR observados (A, B, C y D) y los fingerprints ERIC-I y ERIC-II se correlacionaron con el perfil A obtenido por HaeIII, mientras que las cepas de colección que mostraron un perfil BOX-E y un perfil ERIC-IV se correlacionaron con el perfil B obtenido con la endonucleasa HaeIII. Lo mismo ocurrió con la enzima HinfI dónde las cepas pertenecientes a los perfiles ERIC-III y BOX-E mostraron un patrón B y las cepas con perfiles ERIC-I o ERIC-II y BOX-A, BOX-B, BOX-Cy BOX-D no presentaron un sitio de corte con esta endonucleasa. En el capítulo V se seleccionó un subconjunto de aislamientos de Paenibacillus larvae de distintos orígenes geográficos y perfiles de fingerprints para determinar la sensibilidad/ resistencia a tetraciclina y oxitetraciclina mediante las técnicas de CIM y de difusión en agar. La distribución de la sensibilidad por CIMs de la población bacteriana analizada varió entre 0,062 y 128 µg/ml de Tc sugiriendo una distribución bimodal con dos sub-poblaciones que claramente difirieron en su sensibilidad, con 76% de cepas S (CIM entre 0,062 y 2 µg/ml) y 24 % de cepas dentro del rango de la zona I y R. Las cepas I provenían en su mayoría de Argentina y las S cuyos valores de CIM resultaron los más bajos, de países europeos, lo cual es esperable dado que en casi toda la UE está prohibido el uso de antibióticos en apicultura, mientras que en países como EE.UU., Canadá y Argentina, entre otros, es usual el empleo de OTC para el control de loque americana en las colmenas afectadas. Al comparar las CIM obtenidas por E-test con las obtenidas por dilución en agar, en el caso de agar Iso-Sensi Test hubo concordancia de categoría del 100 %, encontrándose la misma proporción de cepas susceptibles y resistentes que por la técnica de dilución en agar; pero al emplear MYPGP hubo concordancia de categoría del 81,81 %. Se concluye entonces que la combinación de las tiras de E-Test con el agar ISO-Sensi Test representa una alternativa válida para determinar las CIM de tetraciclina en cepas de Paenibacillus larvae. Es importante destacar que todas las cepas de Paenibacillus larvae ensayadas mostraron un desarrollo confluente en Iso-Sensi test, el cual podría usarse también como medio alternativo para el desarrollo de las células vegetativas de este patógeno. Se obtuvieron las secuencias completas de los plásmidos pPL373, pPL374 y pPL395. Dichas secuencias se depositaron en el GenBank con los números de acceso KF 433938 para pPL373, KF 536616 para pPL374 y KF440690 para pPL395, provenientes de las cepas PL373, PL374 y PL395, respectivamente que presentaban resistencia a Tc y OTC. Hemos demostrado experimentalmente la transferencia del plásmido pPL374 en la cepa de Bacillus subtilis m351 y del plásmido pPL373 en la cepa de Bacillus subtilis GSY1104 mediante conjugaciones en medio líquido. Al examinar ambas cepas dadoras de Paenibacillus larvae PL373 y PL374 mediante la técnica de lisis in situ se observaron dos plásmidos de aproximadamente 5.000 bp y 8.000 bp, pero sólo el plásmido más pequeño era el que contenía el gen de resistencia a Tc. Luego de efectuar la secuenciación completa de los plásmidos más pequeños obtenidos de las cepas pPL373 y pPL374, respectivamente confirmamos que el gen de resistencia es el tetL y no el tetK como creímos en un principio y que ambos replican por el mecanismo de círculo rodante encontrado en pequeños plásmidos movilizables de alto número de copias presentes en bacterias Gram (+). Todos los experimentos de movilización por conjugación empleando la cepa PL395 que contiene un único plásmido de 5.000 bp denominado pPL395 resultaron infructuosos, no obstante el ADN plasmídico obtenido de la cepa PL395 si pudo transferirse por electroporación a una cepa de Paenibacillus larvae TcS. Los plásmidos pPL373 y pPL374 también pudieron transferirse por electroporación a la misma cepa de Paenibacillus larvae TcS. En todos los casos los plásmidos se mantuvieron en forma estable en sus respectivos aceptores. Los plásmidos más grandes contenidos en las cepas PL373 y PL374, podrían codificar para funciones conjugativas y, al coexistir en la misma cepa bacteriana aportarían a los plásmidos movilizables pPL373 y pPL374 las funciones conjugativas necesarias para su movilización por conjugación; por lo que se justifica estudiarlos en profundidad y secuenciarlos para clarificar los mecanismos de transmisión plasmídica de Paenibacillus larvae en la naturaleza. La presencia de plásmidos con secuencias muy similares aislados de bacterias Gram (+) provenientes de distintas zonas geográficas y de distintos nichos ecológicos (suelo, hábitats marinos, alimentos) de los géneros Bacillus, Paenibacillus, Sporosarcina, Lactobacillus y Bhargavaea nos sugieren que los genes mob presentes en dichos plásmidos pueden estar involucrados en una exitosa THG. El uso extensivo de Tc y OTC para el control de loque americana en algunos países de América pudo haber contribuido al incremento del número de cepas resistentes de Paenibacillus larvae, favoreciendo la transferencia de estos plásmidos entre cepas del mismo patógeno o desde o hacia otras especies de bacterias Gram (+) de los géneros Lactobacillus, Bacillus y Paenibacillus que pertenecen a la microbiota de la colmena (miel, tractos digestivos de abejas adultas y larvas, superficies florales y polen). El uso prolongado de tetraciclina en las colmenas afectadas por loque americana y otras enfermedades bacterianas estaría favoreciendo la ocurrencia de eventos de transferencia genética horizontal como se demostró en cepas del patógeno provenientes de EE.UU.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-30T16:52:44Z No. of bitstreams: 1 RAPHAEL DA SILVA EDUARDO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2014..pdf: 2452018 bytes, checksum: 88b5f90f5371eb8c9bb004e2e69c6bd8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-30T16:52:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RAPHAEL DA SILVA EDUARDO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2014..pdf: 2452018 bytes, checksum: 88b5f90f5371eb8c9bb004e2e69c6bd8 (MD5) Previous issue date: 2014 / Capes / A síntese de Fischer-Tropsch, reação de polimerização de gás de síntese na presença de um catalisador, se apresenta como uma oportunidade sustentável de geração de combustíveis de alta qualidade. Diante da necessidade de desenvolvimento de novos materiais, este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de catalisadores Fe/Cu/K/SBA-15TEOS e Fe/Cu/K/SBA-15CCA na síntese de Fischer-Tropsch. Os catalisadores foram preparados utilizando peneiras moleculares do tipo SBA-15 como suporte, sintetizadas com diferentes fontes de sílica (tetraortosilicato-TEOS e cinzas da casca de arroz-CCA). Os metais foram impregnados por via úmida, utilizando sais como precursores metálicos. As peneiras moleculares SBA-15TEOS e SBA-15CCA foram caracterizadas por Difração de raios X (DRX), Espectrometria de raios x de Energia Dispersiva (EDX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Capacidade de Adsorção Física de Nitrogênio (BET). Os catalisadores Fe/Cu/K/SBA-15TEOS e Fe/Cu/K/SBA-15CCA foram caracterizados por Difração de raios X (DRX), Espectrometria de raios x de Energia Dispersiva (EDX), Capacidade de Adsorção Física de Nitrogênio (BET) e Redução a Temperatura Programada (RTP). Pelos resultados obtidos, a peneira molecular SBA-15CCA se assemelhou à SBA-15TEOS, sendo caracterizadas como materiais mesoporosos de morfologia típica, porém com resultados distintos de área específica (490 m2/g para SBA-15TEOS e 112 m2/g para SBA-15CCA). Os catalisadores apresentaram composições de sílica, ferro, cobre e potássio nas proporções pré-definidas e boa dispersão sobre a peneira molecular, a qual manteve sua estrutura mesoporosa, porém com redução de área específica após impregnação (257,3 m2/g para Fe/Cu/K/SBA-15TEOS, 91,7 m2/g para Fe/Cu/K/SBA15CCA). Pelos resultados de RTP, foi possível verificar as faixas de temperatura de redução típicas das fases óxidas do ferro e a influência do cobre nesse processo. A avaliação catalítica na síntese de Fischer-Tropsch foi satisfatória na razão molar H2/CO de 1:1, convergindo a altas frações de hidrocarbonetos líquidos. O catalisador Fe/Cu/K/SBA-15TEOS proporcionou excelente conversão a hidrocarbonetos de frações mais pesadas C10+ (78,18%); o catalisador Fe/Cu/K/SBA-15CCA apresentou moderada conversão a hidrocarbonetos líquidos C5+ (54,47%). / The Fischer-Tropsch polymerization reaction of synthesis gas in the presence of a catalyst, is presented as a sustainable opportunity to generate high quality fuels. Given the need for development of new materials, this work aims to evaluate the performance of catalysts Fe/Cu/K/SBA-15TEOS and Fe/Cu/K/SBA-15CCA in Fischer-Tropsch synthesis. The catalysts were prepared using molecular sieves type SBA-15 as support, synthesized with different silica sources (TEOS - tetraortosilicate and rice husk ash - CCA). The metals were impregnated wet method using metal salts as precursors. The molecular sieves SBA-15TEOS and SBA-15CCA were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray Spectrometry Energy Dispersive (EDX), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Physical Adsorption Capacity of Nitrogen (BET). The Fe/Cu/K/SBA-15TEOS and Fe/Cu/K/SBA-15CCA catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray Spectrometry Energy Dispersive (EDX), Physical Adsorption Capacity of Nitrogen (BET) and Temperature Programmed Reduction (TPR). From the results obtained, the molecular sieve SBA15CCA resembled the SBA-15TEOS, being characterized as mesoporous materials typical morphology, but with different results of specific area (490 m2/g for SBA15TEOS and 112 m2/g for SBA- 15CCA). The catalysts showed compositions of sílica, iron, potassium and copper in pre-defined and good dispersion of the molecular sieve, which retained its mesoporous structure proportions, but with reduced specific area after impregnation (257.3 m2/g for Fe/Cu/K/SBA-15TEOS 91.7 m2/g for Fe/Cu/K/SBA-15CCA); By the TPR results, it was possible to check the temperature ranges typical reduction of iron oxides phases and the influence of copper in this process. The catalytic reviewed in Fischer-Tropsch synthesis was satisfactory molar ratio H2/CO of 1:1, the converging high fractions of liquid hydrocarbons. The catalyst Fe/Cu/K/SBA-15TEOS provided excellent conversion to hydrocarbons heavier fractions C10+ (78.18%); Fe/Cu/K/SBA-15CCA catalyst showed moderate conversion to liquid hydrocarbons C5+ (54.47%).

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-01-04T13:05:22Z No. of bitstreams: 1 CarinaML_TESE.pdf: 1476302 bytes, checksum: d8ce6c34270ba40b6a6e97b30bf6d975 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-01-24T14:44:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CarinaML_TESE.pdf: 1476302 bytes, checksum: d8ce6c34270ba40b6a6e97b30bf6d975 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T14:51:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarinaML_TESE.pdf: 1476302 bytes, checksum: d8ce6c34270ba40b6a6e97b30bf6d975 (MD5) Previous issue date: 2014-03-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The tall coconut palm is about 70% of the coconut farm in Brazil. Nonetheless the information about the genetic variability existing in Brazilian populations and their genetic relationships are still incipient. Microsatellite markers or SSR (Simple Sequence Repeats) and morphological markers are the techniques most suitable for studies of genetic diversity. Thus, knowledge of the variability and genetic structure in the giant coconut palm, it is necessary to direct the activities of conservation and use of germplasm in breeding programs of this species. The objectives of this study were: 1) to analyze the distribution of the genetic variability of the original population of Tall-Brazil-Praia-Forte ( GBrPF - PO), located on the north coast of Bahia, and four coming accesses this population; 2) levels of diversity and genetic relationships between two accesses tall coconut palm collected in Brazil and introduced seven accessions of different geographical regions, conserved in Banco Internacional de Coco for Latin America and the Caribbean (ICG - LAC). The accessions were analyzed using 25 SSR primers specific morphological descriptors and 16 of the list of IPGRI, 1995. Accesses tall- Brazil-Praia-Forte (GBrPF) are conserved in physical bases in Ceará (GBrPF-CE), Pará (GBrPF-PA ) and ICG - LAC, the latter two physical bases in Sergipe: one in the experimental field of the Betume in the city of Neópolis (GBrPF-CEB) and the other in the experimental field Itaporanga in the municipality of Itaporanga d'Ajuda (GBrPF-CEI) . The other accesses greens: tall-do-Brazil-Merepe (GBrMe), collected in the coastal Northeast, tall-Malaysia (GML), tall-Vanuatu (GVT), tall-West African (GOA), tall-Polynesia (GPY), tall-Rennel (GRL), tall-Tonga (GTG) and tall-Rotuma (GRT) introduced in different geographic regions of the world, too are conserved in the ICG - LAC in the experimental field of the Betume. Three studies from this research project will be presented. In the first study, we found 18 polymorphic primers, 91 alelos, with a mean of 5.05 alleles/locus. Genotypic indices indicate greater genetic variability of access GBrPF-PA, GBrPF-CE and GBrPF-CEB, the analysis of gene structure identified an allele sharing and access of the population, suggesting that accesses listed represent the genetic structure of the original population. The grouping (UPGMA) showed the formation of 14 groups, with the GBrPF-CEB and GBrPF-PA showed greater similarity to the original population accesses. In the second study, for the study of genetic relationships among accessions of tall coconut palm, 19 primers were polymorphic, detecting 125 alleles, with an average of 6.57 alleles/locus. Genotypic indices indicate greater genetic variability among accessions of coconut - derived giant introduced the Pacific region. The analysis of gene structure led to the formation of five groups and accessions collected in Brazil showed genetic relationship with the African access and the emergence of ecotypes giant coconut palm in Brazil. Cluster analysis by the Nearest Neighbor method formed two main groups. In group I, the accessions were grouped into three subgroups: Ia (GTG, GRT and GPY), Ib (GRL and GVT) and Ic (GML). In group II, the accessions were separated into two subgroups: IIa (GOA) and IIb (GBrMe, GBrPF),indicating that the genetic relationships of the accessions are based on ecogeographic regions. In the third work, the study of genetic diversity through morphological markers using techniques of univariate and multivariate genetic variability was observed among genotypes. The results of principal component analysis, obtained from 16 morphological characters shows that three components were needed, that the variance explained by them reached a minimum of 80% and the selection of six characters with the highest contribution to the study of diversity. UPGMA was formed by five groups. Group I meets the GVT and GML access; group II with GPY, GTG and GBrPF; group III and IV each with one access, GRT and GOA, respectively, while group V with GBrMe and GRL. Groups showed an inconsistency with respect to the origins of the accessions, probably due to the quantitative nature of those characteristics that are controlled by many genes, being affected by environmental factors. Diversity and genetic structure evaluations demonstrate the variability and genetic relations in giant coconut palm. These results will guide decisions about the activities of conservation and use of coconut germplasm in the country / O coqueiro-gigante representa cerca de 70% da exploração do coqueiro no Brasil. Apesar disso, as informações sobre a variabilidade genética existente nas populações brasileiras e suas relações genéticas ainda são incipientes. Os marcadores microssatélites ou SSR (Simple Sequence Repeats), e os marcadores morfológicos, são as técnicas mais indicadas para os estudos de diversidade genética. Assim, o conhecimento da variabilidade e da estruturação genética em coqueiro-gigante, torna-se necessário para direcionar as atividades de conservação e utilização do germoplasma nos programas de melhoramento da espécie. Os objetivos do presente estudo foram: 1) analisar a distribuição da variabilidade genética da população original de gigante-do-Brasil-da-Praia-do-Forte (GBrPF-PO), localizada do litoral norte do Estado da Bahia, e de quatro acessos procedentes dessa população; 2) os níveis de diversidade e as relações genéticas entre dois acessos de coqueiro-gigante coletados no Brasil e sete acessos introduzidos de diferentes regiões geográficas do mundo, conservados no Banco Internacional de Coco para a América Latina e Caribe (ICG- LAC).Os acessos foram analisados por meio de 25 primers SSR específicos e 16 descritores morfoagronômicos da lista do IPGRI, 1995.Os acessos de gigante-do-Brasil-da-Praia-Forte (GBrPF) são conservados em bases físicas no Ceará (GBrPF-CE), Pará (GBrPF-PA) e no ICG-LAC, este último em duas bases físicas em Sergipe: uma no campo experimental do Betume, no município de Neopólis (GBrPF-CEB) e a outra no campo experimental de Itaporanga, no município de Itaporanga d’Ajuda (GBrPF-CEI). Os demais acessos de coqueiro: gigante-do-Brasil-de-Merepe (GBrMe), coletado no litoral do Nordeste do país, gigante-da-Malásia (GML), gigante-de-Vanuatu (GVT), gigante-do-Oeste-Africano (GOA), gigante-da-Polinésia (GPY), gigante-de-Rennel (GRL), gigante-de-Tonga (GTG) e gigante-de-Rotuma (GRT) introduzidos de diferentes regiões geográficas do mundo, também estão conservados no ICG-LAC no campo experimental do Betume. Três trabalhos oriundos deste projeto de pesquisa serão apresentados. No primeiro trabalho, constatou-se 18 primers polimórficos, 91alelos, com media de 5,05 alelos/loco. Os índices genotípicos indicam maior variabilidade genética dos acessos GBrPF-PA, GBrPF-CE e GBrPF-CEB, a análise da estrutura gênica identificou um compartilhamento de alelos da população e dos acessos, sugerindo que os acessos coletados, representam a estruturação genética da população original. O agrupamento (UPGMA), evidenciou a formação de 14 grupos, tendo os acessos GBrPF-CEB e GBrPF-PA mostrado maior similaridade com a população original. No segundo trabalho, para o estudo das relações genéticas entre acessos de coqueiro-gigante, 19 primers foram polimórficos, detectando 125 alelos, com média de 6,57 alelos/loco. Os índices genotípicos indicam uma maior variabilidade genética entre os acessos de coqueiros-gigantes introduzidos oriundos da região do Pacífico. A análise da estrutura gênica levou a formação de cinco grupos e os acessos coletados no Brasil apresentaram relação genética com o acesso Africano e o surgimento de ecótipos de coqueiro-gigante no Brasil. A análise de agrupamento pelo método do Vizinho mais Próximo formou dois grupos principais. No grupo I, os acessos foram agrupados em três subgrupos: Ia (GTG, GRT e GPY), Ib (GRL e GVT) e Ic (GML). No grupo II, os acessos foram separados em dois subgrupos : IIa (GOA) e IIb (GBrMe, GBrPF). Indicando que as relações genéticas dos acessos são fundamentadas nas regiões ecogeográficas. O terceiro trabalho,o estudo da diversidade genética, por meio de marcadores morfoagronômicos utilizando técnicas de análises uni e multivariadas, foi observada variabilidade genética entre os acessos. Os resultados da análise dos componentes principais, obtidos a partir de 16 caracteres morfoagronômicos mostra que foram necessários três componentes, para que a variância por eles explicada atingisse um mínimo de 80% e a seleção de seis caracteres de maior contribuição para o estudo da diversidade. Pelo método UPGMA formou-se cinco grupos. O grupo I reúne os acessos GVT e GML; o grupo II com o GPY, GTG e GBrPF; o grupo III e IV com apenas um acesso cada, GRT e o GOA, respectivamente e o grupo V com o GBrMe e GRL. Os grupos apresentaram uma incoerência com relação às origens dos acessos, provavelmente devido à natureza quantitativa das características avaliadas, que são controladas por muitos genes, sendo afetadas por fatores ambientais. As avaliações da diversidade e da estruturação genética evidenciam a variabilidade e as relações genéticas existentes em coqueiro-gigante. Esses resultados permitirão orientar as decisões sobre as atividades de conservação e uso do germoplasma do coqueiro no país / 2017-01-04

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3476957 bytes, checksum: 7b79218599a11932aefca465d11aafc6 (MD5) Previous issue date: 2013-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present work reports results from the research developed at the "International consortium for the sequencing of the genome and transcriptome of the common bean (Phaseolus vulgaris)" (Prosul/CNPq and CYTED) project conducted at Embrapa Rice and Beans (CNPAF) and the Federal University of Viçosa (UFV), which is composed of two distinct subprojects: Sequencing and characterization of the BACs-ends and Identification and development of SNPs markers in common bean . The dissert were structured in two chapters, each derived from their respective subprojects, containing the objectives and the main results presented below: Chapter 1- With the intention of amplifying and deepening the understanding about the P. vulgaris genome structure and composition, the goal of this study was to generate BAC-end sequences (BESs) from one BAC (Bacterial Artificial Chromosome) library and analyze the sequences for the presence of SSRs and genomic annotation. In total, 52,270 BESs were generated and processed equaling 32 Mbp (6.5%) of the P. vulgaris genome, with 39% of GC content. A total of 3,789 BES-SSRs were found, one for every 8.36 kb. Of these, 2,000 SSRs were appropriated for the development of molecular markers, of these 194 were evaluated and 40 were characterized for genetic and operational aspects. Of the 52,270 BESs, approximately, 2% contained sequences that encode transcription factors and 3% contained transposable elements. Through the comparison with the NCBI non-redundant protein database, it was possible to identify putative functions for 24,321 BESs, accounting for 46.53% of the total sequences analyzed. According to Gene Ontology (GO) terms functional categories were assigned to 19,363 BESs involved in biological process (52%), molecular function (65%) and cellular component (22%). This study allowed us to successfully identify BES-SSRs, highly polymorphic, searching for SSRs motifs of tri- to hexanucleotides, adding appropriate genetic features and with the potential to be used in the common bean genetic breeding programs. Additionally, the generated and processed BESs were integrated into the international project of common bean genome sequencing assisting in the composition and assembly of the genome. Chapter 2- The objectives of this study were to evaluate and compare the informativeness of 58 SSRs (24 SSRs-di dinucleotide microsatellites and 34 BES-SSRs tri- to hexanucleotide microsatellites) and 345 SNPs, as suited tools to P. vulgaris breeding programs. A germplasm set of 88 genotypes compounded of 55 breeding material and 33 landraces was evaluated, including eight biparental combinations derived from inter and intra-gene pool crosses. The SSRs-di displayed higher average of alleles/locus (9.916) and gene diversity (72.1%), exhibiting a superior capacity to distinguish the whole group of genotypes. Fourteen SSRs, out of the 58, with a considerable number of private alleles (over 14.93/locus) and high levels of gene diversity (84%), discriminated all 88 genotypes. The polymorphic SNPs, among inter (78.2%) and intra-gene pool (17.7%) combinations, were evaluated concerning their employment in genetic mapping. The approaches utilized to infer the genetic population structure presented correspondent results among all classes of markers, differentiating the genotypes within Andean and Mesoamerican gene pools. The SNPs, however, evidenced a superior (K = 2, FST = 0.895) competence to differentiate between the two gene pools. Furthermore, the SSRs-di distinguished, within Mesoamerican gene pool, the breeding material and the landraces germplasm (K = 3). Despite the high levels of linkage disequilibrium for both SSRs and SNPs, the latter yielded higher levels (84.92%). The linkage disequilibrium levels dropped when Andean and Mesoamerican genotypes were analyzed separately. The SSRs and SNPs distribution in P. vulgaris genome was abundant and random. Concerning the breeding program, SSRs and SNPs genotyping panels are now available, allowing the germplasm origin to be disclosed. In addition, a group of polymorphic SNPs, between several biparental populations, presents itself as an extension of such technology in the development of high-density genetic maps, with a substantial marker overlapping through crosses. This study contributes for the integration of genomic tools within breeding programs, connecting feasible and low cost techniques with efficient/wide genome sampling of the common bean. / Este trabalho apresenta resultados de pesquisas desenvolvidas no âmbito do Projeto Consórcio internacional para o sequenciamento do genoma e do transcriptoma do feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris) (Prosul/CNPq e CYTED) conduzido na Embrapa Arroz e Feijão (CNPAF) e na Universidade Federal de Viçosa (UFV), sendo este composto por dois subprojetos distintos: Sequenciamento e caracterização das pontas de BACs e Identificação e desenvolvimento de marcadores SNPs em feijoeiro comum . A dissertação foi estruturada em dois capítulos, cada um derivado de um subprojeto, contendo os objetivos e os principais resultados apresentados a seguir: Capítulo 1- Com o intuito de ampliar e aprofundar o conhecimento sobre a estrutura e composição do genoma de P. vulgaris este estudo teve como objetivo sequenciar uma biblioteca BAC (Bacterial Artificial Chromosome) a partir de suas extremidades (BESs BAC-end sequences) e analisar as sequências quanto à presença de SSRs e a anotação genômica. Ao todo, 52.270 BESs foram geradas e processadas equivalendo a 32 Mpb (6,5%) do genoma de P. vulgaris, com conteúdo de GC estimado em 39%. Foram encontrados um total de 3.789 BES-SSRs, um a cada 8,36 kb. Destes, 2.000 foram adequados para o desenvolvimento de marcadores moleculares, dos quais 194 foram avaliados e 40 deles foram caracterizados quanto a aspectos genéticos operacionais. Das 52.270 BESs, aproximadamente 2% continham sequências que codificavam fatores de transcrição e 3% continham elementos transponíveis. Através da comparação com o banco de dados não-redundante de proteínas do NCBI, foi possível identificar funções putativas para 24.321 BESs, contabilizando 46,53% do total de sequências analisadas. Com base nos termos do Gene Ontology (GO), foram atribuídas categorias funcionais a 19.363 BESs inseridas em processos biológicos (52%), função molecular (65%) e componente celular (22%). Este estudo permitiu identificar com sucesso BES-SSRs altamente polimórficos, buscando motivos SSRs de tri- a hexanucleotídeos, agregando características genéticas adequadas e com potencial de serem utilizados no programa de melhoramento genético de feijoeiro comum. Adicionalmente, as BESs geradas e processadas foram integradas ao projeto internacional de sequenciamento do genoma de feijoeiro comum auxiliando na composição e montagem do mesmo. Capítulo 2- O objetivo desse estudo foi avaliar e comparar o poder de informação genética de um grupo de 58 marcadores SSRs (24 SSRs-di microssatélites dinucleotídeo e 34 BES-SSRs microssatélites tri- a hexanucleoídeo) e 345 SNPs para aplicações no melhoramento genético de P. vulgaris. Foram avaliados 88 genótipos representativos de 55 acessos melhorados e 33 variedades tradicionais, incluindo oito combinações biparentais composta por cruzamentos inter- e intra-pool gênico. Os SSRs-di apresentaram maior média de alelos por loco gênico (9,916) e revelaram maior diversidade genética média (72,1%), sendo o grupo de marcadores com o maior poder de discriminação genética entre indivíduos. Entre os 58 SSRs, 14 com uma elevada média de alelos privativos (14,93/loco) e diversidade genética (84%) possibilitaram a discriminação individual dos 88 genótipos. Os SNPs polimórficos entre cruzamentos biparentais, intra- (17,7%) e inter-pool gênico (78,2%), foram avaliados quanto à aplicação prática no mapeamento genético. As abordagens utilizadas para inferir a estrutura genética populacional apresentaram resultados similares entre os grupos de marcadores, discriminando os genótipos nos pools gênicos Mesoamericano e Andino, com a maior diferenciação genética (K = 2, FST = 0,895) apresentada pelos SNPs. Os SSRs- di possibilitaram discriminar dentro do pool gênico Mesoamenricano o germoplasma melhorado e tradicional (K = 3). O desequilíbrio de ligação testado para todos os marcadores foi elevado, sendo maior para os SNPs (84,92%), reduzindo significativamente quando avaliado separadamente para os genótipos Andinos e Mesoamericanos. A distribuição dos SSRs e SNPs foi ampla e aleatória em todo o genoma de P. vulgaris. Em termos de resultados práticos para o programa de melhoramento, neste estudo foram derivados painéis de genotipagem operacionais baseado em SSRs e SNPs com alto e eficiente poder de discriminação do germoplasma por origem. Adicionalmente, um conjunto de SNPs polimórficos entre diversas populações biparentais representa uma aplicação adicional dessa tecnologia para geração de mapas genéticos de alta densidade compreendendo uma proporção substancial de marcadores compartilhados entre cruzamentos. Esse estudo contribui para a integração crescente da genômica nos programas de melhoramento, aliando metodologias de genotipagem acessíveis e a baixos custos que permitem amostrar de modo eficiente e/ou amplo o genoma de feijoeiro comum.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-02T17:41:45Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 461198 bytes, checksum: 1983c9ff254d751fb9f67e35fbabb1fc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T17:41:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 461198 bytes, checksum: 1983c9ff254d751fb9f67e35fbabb1fc (MD5) Previous issue date: 2004-08-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Visando piramidar genes de resistência à ferrugem (Uromyces appendiculatus), antracnose (Colletotrichum lindemuthianum) e mancha-angular (Phaeoisariopsis griseola) em cultivar de feijão do tipo carioca, foram intercruzadas quatro isolinhas de feijoeiro-comum. As isolinhas foram obtidas por meio de retrocruzamento nos quais foi utilizado o cv. Rudá como genitor recorrente. As isolinhas continham os seguintes genes de resistência: linha ON-48-99 - genes Co-10 e Ur-ON provenientes do cultivar Ouro Negro, linha AB-74-1-18 - gene Co-6 proveniente do cultivar AB-136, linha TO- 41-5-6-24 - gene Co-4 proveniente do cultivar TO e linha AND-7-2-9-7-10 - gene Phg- 1 proveniente do cultivar AND 277. Após seleção para homozigose e avaliação das características altura de plantas, número de dias para floração, número de dias para maturação, produtividade de grãos, peso de 100 sementes, número de sementes por vagens, número de vagens por plantas, e da reação de resistência aos patótipos de Uromyces appendiculatus, Colletotrichum lindemuthianum e Phaeoisariopsis griseola, as isolinhas foram intercruzadas duas a duas. Em seguida, as plantas F 1 foram intercruzadas para obter os híbridos duplos. Os marcadores moleculares SCAR-F10 1150a , SCAR-BA8 560a , OPX11 550a , OPY20 830a , OPB03 1800r , OPAZ20 940a e OPH13 490a associados aos respectivos genes de resistência Ur-ON, Co-10, Co-6, Co-4 e Phg-1 proveniente foram utilizados para identificar as plantas contendo todos os genes de interesse as quais foram autofecundadas para obtenção de sementes F 2 . As sementes F 2 foram semeada em casa de vegetação, e as plantas F 2 foram genotipadas utilizando-se de marcadores moleculares ligados aos genes de resistência. A resistência das plantas foi também confirmada por inoculação dos patógenos. Na geração F 3 foi feita nova avaliação com os marcadores moleculares, selecionando-se apenas as plantas que apresentavam todas as marcas. Este procedimento foi também utilizado na geração F 4 . No final deste processo foi obtida uma população constituída de 40 famílias F 4 denominadas genericamente por ́Rudá R`. Paralelamente, foi feito o cruzamento de ́Rudá R` com o cv. Pérola, obtendo-se 30 famílias F 4 . Sementes das famílias F 4:5 foram multiplicadas para realização de experimento a campo. As famílias F 4:6 foram testadas quanto ao seu desempenho agronômico em ensaio em condição de campo e foram selecionadas 4 e 3 linhagens F 4:7 de cada população, respectivamente. Estas famílias foram avaliadas quanto à resistência a diferentes patótipos de U. appendiculatus, C. lindemuthianum e P. griseola. As inoculações feitas em famílias F 4:7 mostraram que as famílias R-127-10-14, R-97-13-5, R-97-13-6, R-127-4-13, P-33-5-1, P-49-8-2 e P-49-2- 2 se comportaram como resistentes a todos os patótipos de U. appendiculatus e C. lindemuthianum, e a cinco dos sete patótipos de P. griseola inoculados. As melhores familias serão avaliadas em uma rede de ensaio de Valor de Cultivo e Uso (VCU) para uma possível recomendação de um novo cultivar de feijão tipo carioca. A seleção de linhagens de feijão com grãos do tipo carioca, resistentes à ferrugem, antracnose e mancha-angular confirmam o grande potencial e a importância do uso da seleção assistida por marcadores moleculares em programas de piramidação de genes de resistência. / The objective of this work was to pyramid resistance genes to rust (Uromyces appendiculatus), anthracnose (Colletotrichum lindemuthianum) and angular leaf spot (Phaeoisariopsis griseola) in the "carioca-type" common bean cultivar Rudá. Four isolines were obtained in four backcross programs and intercrossed. The isolines contained the following resistance genes: isoline ON-48-99 - genes Co-10 and Ur-ON from cultivar Ouro Negro (ON), isoline AB-74-1-18 - gene Co-6 from cultivar AB 136, isoline TO-41-5-6-24 - gene Co-4 from cultivar TO and isoline AND-7-2-9-7-10 - gene Phg-1 from cultivar AND 277. After selection for homozygosis and evaluation of different quantitative, morphologic, and molecular characteristics, and for resistance to rust, anthracnose and angular leaf spot, the isolines were intercrossed. The F 1 plants were intercrossed to obtain the double hybrid. The molecular markers SCAR-F10 1150a , SCAR-BA8 560a , OPY20 830a , OPAZ20 940a , OPH13 490a , OPX11 550a and OPB03 1800r associated to the resistance genes were used to identify the plants containing all the genes of interest which were selfed to obtain the F 2 seeds. The F 2 seeds were sown, and the corresponding plants were selected with molecular markers linked to the resistance genes and resistance was confirmed by inoculation of the pathogens. The selection based on molecular markers was repeated in the F 3 and F 4 generations, only plants containing all the markers were selected. At the end of this process a population of 40 families was obtained and designated ́Rudá R`. In a parallel procedure, ́Rudá R` were crossed with cv. Pérola. Thirty F 4 families ( ́Rudá R` x Pérola) were obtained. Seeds of the F 4:5 families were multiplied and used for agronomic evaluation in preliminary field tests. Four and three lines were selected from populations ́Rudá R` and ́Rudá R` x Pérola, respectively. These lines were tested against different pathotypes of U. appendiculatus, C. lindemuthianum and P. griseola. The inoculations done in F 4:7 lines showed that the lines R-127-10-14, R-97-13-5, R-97-13-6, R-127-4-13, P-33-5-1, P-49- 8-2 and P-49-2-2 were resistant to all pathotypes of U. appendiculatus and C. lindemuthianum, and to five of the seven pathotypes of P. griseola tested. The lines are xstill being analyzed for quantitative characteristics in field trials. The best lines will be tested in an official trial to be released as new varieties of "carioca-type" bean. The selection of bean lines with "carioca-type" grains, resistant to rust, anthracnose and angular leaf spot confirm the power and importance of the use of marker assisted selection in breeding programs aiming to pyramid disease resistance genes.

SANTOS, C. D. G. Caracterização molecular e biológica de um begomovírus isolado de tomateiro, Lycopersicon esculentum Mill., no estado de Goiás e sua interação com o vetor Bemisia argentifolii Bellows & Perring. 2001. 174 f. Tese (Doutorado em Agronomia/Fitotecnia) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2001. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-06-30T19:54:23Z No. of bitstreams: 1 2001_tese_cdgsantos.pdf: 2566273 bytes, checksum: 11a904889bfaa1c1d29f07be24985442 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-07-02T17:55:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2001_tese_cdgsantos.pdf: 2566273 bytes, checksum: 11a904889bfaa1c1d29f07be24985442 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-02T17:55:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2001_tese_cdgsantos.pdf: 2566273 bytes, checksum: 11a904889bfaa1c1d29f07be24985442 (MD5) Previous issue date: 2001 / The whitefly-transmitted viruses from the family Geminiviridae, genus Begomovirus, have been reported as an economically important pathogen group that affect important crops in tropical and subtropical countries. Since the beginning of the 1980 decade, the occurrence of the whitefly associated to Begomovirus infection has drastically increased worldwide. In Brazil, these pathogens have been responsable for severe economical losses in tomato (Lycopersicon esculentum) orchards and the production has hampered since 1994. In this work, infected tomato plants showing symptoms, such as mosaic, intervein clearing, leaf curling and growth reduction were collected in tomato orchards in Anápolis, State of Goiás. The virus was identified as a member of the genus Begomovirus by PCR reaction, using specific primers to amplify fragments of A and B components of the virus DNA genome. The Chapter I of this thesis presents the results of the molecular characterization of the virus and the Chapter II shows the determination of its host range and the relationship with its natural vector Bemisia argentifolii. The virus isolate denoted GO-ANPL was cloned and partially sequenced. Part of the sequenced genome (2.180 nucleotides long) corresponded to the coat protein and Rep genes and comprised the entire intergenic region. Sequence comparison revealed that the GO-ANPL isolate is distantly related to the begomoviruses found in Asia, Europe and Africa, and it is related to other begomoviruses reported in Brazil. The virus isolate showed to be more closely related to viruses found in the State of Minas Gerais (TRMV isolate) and in the Federal District (isolate DF-Br2). The highest homology was observed with the isolate DF-Br2 and it may represent a new specie of the genus Begomovirus. In order to determine the virus host range, 46 plant species from nine different botanical families were mechanically and using the virus vector inoculated. The GO-ANPL isolate preferentially infected plants of the family Solanaceae as Nicotiana benthamiana, Datura stramonium and Nicandra physalodes. The number of infected plants was higher when they were inoculated by the virus vector, and the results were distinct from those obtained for other begomoviruses reported in Brazil. Viruses infections were all confirmed by dot blot hybridization using specific molecular probes to the virus. 4 To study virus/vector interaction, the acquisition access period (AAP), inoculation access period (IAP), and the latent period were determined transfering five whiteflies per plant and using tomato cv. Santa Clara as the host. For the AAP and IAP, nine different time periods were tested: 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 20 and 24 h. The minimal AAP determined was 0.25 h, after which, 6% of the tested plants became infected. The number of infected plants increased to 65% with an AAP of24h.Afteran IAP of 0.5 h, 18% of the plants were infected and their number increased to 67% after an IAP of 24 hours. The latent period was considered to be 16 h, after which, 3% of the inoculated plants became infected. The results of AAP, IAP and latent period seem to indicate an early interaction between virus and vector starting at early stages of vector development. The presence of the GOANPL was determined in all stages of the vector (eggs, 1st to 4th instar and adults) in infected plants, in adults under different AAPs, in the progenies of viruliferous females, and in adults originated from nymphs developed from infected plants. More than 2.500 insects were tested by PCR to detect the GO-ANPL isolate. The virus was detected in nymphs from the 1st to 4th instar that had fed in infected plants and no virus was found in eggs from aviruliferous female that had been laid in infected plants. Transmission to the progenies was observed, since the virus was detected in all stages of insect development from eggs to adults. High level transmission was also observed in newly emerged adults that had acess to virus-infected plants as immatures. This fact, in addition to the transmission to the progenies, suggests that virus retention is an important part of virus/vector interaction. No transmission was observed from adults originated from viruliferous females. However, 33% of virus transmission was obtained when adults that retained virus from their early larval stages were employed. 2001. / Os begomovírus, vírus da família Geminiviridae transmitidos por mosca branca, têm emergido como sérios patógenos de culturas agronômicas e hortícolas em regiões tropicais e subtropicais de muitos países em todo o mundo. A partir da década de 80, têm aumentado os relatos da disseminação da mosca branca, Bemisia argentifolii, e de begomovírus provocando impacto devastador nas regiões em que ocorrem. No Brasil, estes patógenos têm sido limitantes para a produção de tomate (Lycopersicon esculentum) em várias áreas de cultivo com incidência crescente desde 1994. No presente trabalho, plantas de tomate exibindo sintomas de infecção provocada por vírus como mosaico, clorose internerval, enrolamento do limbo foliar e redução do crescimento, foram coletadas em lavouras de tomate indústria em Anápolis-GO. O vírus foi identificado como pertencente ao gênero Begomovirus mediante técnica de PCR usando oligonucleotídeos específicos que amplificaram fragmentos dos componentes A e B do genoma viral. No capítulo I são apresentados os resultados da caracterização molecular e no capítulo II, os dados da determinação do círculo de hospedeiros e da investigação da relação do begomovírus com o vetor Bemisia argentifolii. O isolado denominado GOANPL, foi clonado e parcialmente seqüenciado tendo sido obtidas as seqüências nucleotídicas dos genes da capa proteica, Rep e de toda a região intergênica, em um total de 2.130 nucleotídeos. A análise comparativa das seqüências revelou que, em geral, o GOANPL possui relacionamento genético distante com begomovírus da Ásia, Europa e África sendo mais próximo das espécies do Brasil, particularmente, com os begomovírus identificados em Minas Gerais (TRMV) e no Distrito Federal (DF-BR2). Com este último, apresentou alta homologia em todo o genoma podendo vir a constituir, com o mesmo, uma nova espécie. A determinação do círculo de hospedeiros do GO-ANPL foi realizada inoculando-se 46 espécies vegetais pertencentes a nove famílias botânicas, sob duas modalidades de inoculação: mecânica e com a mosca branca. Constatou-se que o GO-ANPL infecta, preferencialmente, plantas da família Solanaceae como Nicotiana benthamiana, Datura stramonium e Nicandra physalodes. O número de espécies infectadas com o inseto vetor foi superior ao obtido pela inoculação mecânica e diferiu dos resultados obtidos para outros isolados de begomovírus de tomate no Brasil. Os testes foram todos confirmados com hibridização com sondas moleculares, em \"dot blot\"No estudo da relação vírus-vetor, foram investigados o período de acesso de aquisição do vírus (PAA), o período de acesso de inoculação do vírus (PAI), e o período de latência do vírus na fase adulta do vetor, empregando-se cinco moscas/planta de tomate \'Santa Clara\' em todos os tratamentos. Para a definição do PAA e do PAI, foram testados nove diferentes períodos de tempo: 0,25, 0,5, 1, 2, 4, 8, 16, 20 e 24 horas. Nos testes para determinação do PAA, após cada um desses períodos seguiu-se uma inoculação de 48 horas e para definição do PAI, antes de cada período antecedeu-se um período de acesso de aquisição fixo de 72 horas. Constatou-se que o PAA mínimo da mosca branca foi de apenas 0,25 hora, com o qual foram obtidas 6% de plantas infectadas. O percentual de plantas aumentou de 6 para 65% com a extensão do PAA de 0,25 para 24 horas. Com relação ao período de acesso de inoculação do vírus, foram registrados 18% de plantas infectadas com o PAI de 0,5 hora. O percentual elevou-se para 67% quando 24 horas de PAI foram concedidos. Valores isolados de 90 e 100% na transmissão viral, também foram observados. O término do período latente do vírus no vetor ocorreu 16h após a aquisição do mesmo em planta infectada, considerando os 3% de infecção observados nas plantas inoculadas. Os dados obtidos indicam que a interação vírus-vetor é estabelecida desde a fase inicial de desenvolvimento do inseto. Como parte do estudo dessa interação, avaliou-se a presença do begomovírus GO-ANPL em todas as fases de desenvolvimento do inseto vetor (ovo, 1º ao 4º ínstar e adulto) na planta infectada, em adultos com diferentes PAA, na progênie de fêmeas virulíferas e em adultos cujos estágios ninfais desenvolveram-se em tomateiro infectado. A técnica PCR foi empregada para a detecção do GO-ANPL em mais de 2.500 espécimens testados. O vírus foi detectado em ninfas do 1º ao 4º ínstar que se alimentaram em plantas de tomate infectada, contudo, em ovos provenientes de avirulíferas, os quais foram ovipositados em planta infectada e coletados após sete dias, o vírus não foi detectado. A transmissão à progênie foi constatada pela detecção do vírus em ovos, ninfas e adultos que se desenvolveram em planta não hospedeira do vírus. A transmissão transestadial ocorreu com índice elevado e, ao lado da transmissão à progênie, indica que a retenção do vírus é uma etapa importante da interação vírus–vetor. A transmissão do vírus para mudas de tomate, a partir de adultos da progênie de fêmeas virulíferas, não foi constatada. Contudo, transmissão para tomateiro em um percentual de 33% foi verificado nos casos em que a inoculação das plantas foi realizada pelos adultos que retiveram o vírus da sua fase imatura (transestadial).

Submitted by Anderson Silva (avargas@icict.fiocruz.br) on 2012-10-17T14:27:32Z No. of bitstreams: 1 ana_carolina_r_sodero_ioc_bcm_0070_2011.pdf: 11876333 bytes, checksum: 816893b7f5b9a8a995ee8cca0e8ce5d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-17T14:27:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ana_carolina_r_sodero_ioc_bcm_0070_2011.pdf: 11876333 bytes, checksum: 816893b7f5b9a8a995ee8cca0e8ce5d1 (MD5) Previous issue date: 2011 / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Centro de Ciências da Saúde. Faculdade de Farmácia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Peptidases de parasitas são descritas como potenciais alvos terapêuticos. Novas proteases catepsina-D símile de Schistossoma mansoni foram identificadas, em adição à SmCD1, uma aspartil protease envolvida no metabolismo da hemoglobina. Isto indica que uma família de aspartil proteases está presente no parasita. Foram investigados os aspectos estruturais de inibição de aspartil proteases S. mansoni pela pepstatina e por inibidores peptidomiméticos previamente sintetizados e avaliados experimentalmente. As estruturas tridimensionais das enzimas SmCD1, SmCD2 e SmCD3 foram construídas por modelagem comparativa, seguida da metodologia de atracação molecular para gerar os complexos entre as enzimas e os inibidores. Simulações por Dinâmica Molecular foram realizadas com os complexos enzimas/pepstatina. Ligações de hidrogênio, pontes salinas e interações hidrofóbicas foram analisadas para caracterizar a relação estrutura-atividade. A enzima SmCD1 apresentou grande alteração conformacional na alça que conecta as fitas s10C e s11C, próxima ao resíduo de isovalina da pepstatina, que resultou em contatos favoráveis entre a SmCD1 e a pepstatina. Esta interação resultou na formação de um subsítio hidrofóbico em S4. Tais mudanças conformacionais não são observadas nos complexos com a SmCD2 e a SmCD3. Os resultados indicaram que a especificidade de cada enzima pode estar associada aos resíduos externos à tríade catalítica e que inibidores específicos para aspartil proteases de S. mansoni podem ser futuramente desenvolvidos. / Peptidases of parasites have been described as potential targets for chemotherapy. Novel cathepsin D-like proteases of Schistosoma mansoni were identified, in addition to SmCD1, an aspartyl protease required for hemoglobin metabolism. This indicates that a family of aspartyl proteases is present in this parasite. It was investigated the structural aspects of the SmCD proteases inhibition by pepstatin and peptidomimetic inhibitors, previously synthetized and experimentally evaluated. Tridimensional structures of SmCD1, SmCD2 and SmCD3 were modeled by comparative modeling, followed by molecular docking methodology to generate enzyme-inhibitor complexes. Molecular dynamics simulations were performed on complexes with pepstatin. Hydrogen bonds, salt bridges and hydrophobic interactions were analyzed to characterize structure-function relationships within the enzymes. SmCD1 showed a large conformational change in the loop connecting the s10C and s11C strands, near the isovaline of pepstatin, rendering favorable contacts with pepstatin. This interaction resulted in a hydrophobic pocket within the S4 subsite. Such conformational changes were not observed in the SmCD2 and SmCD3 complexes with pepstatin. The simulation results indicated that the specificity of each enzyme may be determined by non-active site residues and that specific inhibitors for aspartic proteases of S. mansoni can be further developed.