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

A biodiversidade brasileira é conhecida devido a sua riqueza de espécies, sendo considerada uma fonte promissora de produtos naturais. Dentre as plantas vasculares, a família Solanaceae A. Juss. (Solanaceae) é considerada uma das maiores, apresentando distribuição em todas as regiões tropicais e temperadas do mundo. A família Solanaceae apresenta alta diversidade de espécies de importância econômica como fonte de alimentos, propriedades medicinais e ornamentais. Plantas desta família são fontes de metabólitos secundários de diversas classes químicas com as mais diversas aplicações. Fungos fitopatogênicos são responsáveis por causar diversas doenças e consideráveis perdas na agricultura. O controle das doenças é realizado através de métodos químicos, físicos e biológicos, porém o uso excessivo e ininterrupto de produtos químicos pode resultar na seleção de micro-organismos resistentes. Além disto, muitos fungicidas apresentam toxicidade alta e a sua utilização indiscriminada pode causar efeitos indesejáveis sobre outros organismos no ambiente. O objetivo deste estudo é explorar o potencial biológico e químico de metabólitos secundários produzidos por plantas da família Solanaceae com potencial fungitóxico a fitopatógenos. Foram selecionadas 15 espécies de plantas da família Solanaceae que tiveram os extratos de suas folhas avaliados em ensaios biológicos in vitro sobre o crescimento micelial de 6 fitopatógenos de importância na agricultura. Dentre estas, três foram selecionadas para uma investigação mais aprofundada, as espécies Solanum americanum, Acnistus arborescens e Physalis peruviana. No estudo da planta S. americanum, foram identificados compostos bioativos pertencentes à classe dos glicoalcalóides, que inibiram o crescimento micelial do fitopatógeno Moniliophthora perniciosa. No estudo de A. arborescens foi identificado a presença de um composto ativo pertencente à classe dos vitanolidos, provavelmente o 7β-acetoxivitanolido D, e sua ação antifúngica está sendo relatada pela primeira vez. No estudo da planta P. peruviana a fração semipura bioativa indicou a presença de um composto pertencente à classe dos vitanolidos. Esses resultados evidenciaram que os compostos presentes nas plantas, apresentam bioatividade que inibem o crescimento micelial dos fungos fitopatogênicos Moniliophthora perniciosa e Phytophthora cinnamomi, podendo ser uma nova opção coadjuvante no controle de fitopatógenos. / The Brazilian biodiversity is known due to its richness of species, and is considered a promising source of natural products. Among the vascular plants, the family Solanaceae A. Juss. (Solanaceae) is considered one of the largest, with distribution in all tropical and temperate regions of the world. The Solanaceae family has a high diversity of species of economic importance as a source of food, medicinal and ornamental properties. Plants of this family are sources of secondary metabolites from different chemical classes with many different applications. Plant fungi are responsible for causing various diseases and considerable losses in agriculture. The disease control is accomplished through chemical, physical and biological methods, but the excessive and continuous use of chemical products, may result in selection of resistant micro-organisms, in addition, many fungicides have a high toxicity and its indiscriminate use can cause undesirable effects on other organisms in the environment. The objective of this study is to explore the biological and chemical potential of secondary metabolites produced by plants of the Solanaceae family with potential fungitoxic the pathogens. We selected 15 species of Solanaceae plants that had the extracts of its leaves evaluated in vitro biological assays on the mycelial growth of 6 plant pathogens of importance in agriculture. Among these, three were selected for further investigation, the species Solanum americanum, Physalis peruviana and Acnistus arborescens. In the study of plant S. americanum, it was identified bioactive compounds belonging to the class of glycoalkaloids that inhibited the mycelial growth of the pathogen M. perniciosa. In the study of A. arborescens it was identified the presence of the active compound belonging to the class of withanolides, probably the 7β-acetoxywithanolide D, and its antifungal activity is being reported for the first time. In the study of plant P. peruviana semipure bioactive fraction indicated the presence of the compound belonging to the class of withanolides. These results showed that the compounds present in plants, have bioactivity that inhibit the mycelial growth of pathogenic fungi M. perniciosa and P. cinnamomi and may be a new option in the adjuvant control pathogens.

A biodiversidade brasileira é conhecida devido a sua riqueza de espécies, sendo considerada uma fonte promissora de produtos naturais. Dentre as plantas vasculares, a família Solanaceae A. Juss. (Solanaceae) é considerada uma das maiores, apresentando distribuição em todas as regiões tropicais e temperadas do mundo. A família Solanaceae apresenta alta diversidade de espécies de importância econômica como fonte de alimentos, propriedades medicinais e ornamentais. Plantas desta família são fontes de metabólitos secundários de diversas classes químicas com as mais diversas aplicações. Fungos fitopatogênicos são responsáveis por causar diversas doenças e consideráveis perdas na agricultura. O controle das doenças é realizado através de métodos químicos, físicos e biológicos, porém o uso excessivo e ininterrupto de produtos químicos pode resultar na seleção de micro-organismos resistentes. Além disto, muitos fungicidas apresentam toxicidade alta e a sua utilização indiscriminada pode causar efeitos indesejáveis sobre outros organismos no ambiente. O objetivo deste estudo é explorar o potencial biológico e químico de metabólitos secundários produzidos por plantas da família Solanaceae com potencial fungitóxico a fitopatógenos. Foram selecionadas 15 espécies de plantas da família Solanaceae que tiveram os extratos de suas folhas avaliados em ensaios biológicos in vitro sobre o crescimento micelial de 6 fitopatógenos de importância na agricultura. Dentre estas, três foram selecionadas para uma investigação mais aprofundada, as espécies Solanum americanum, Acnistus arborescens e Physalis peruviana. No estudo da planta S. americanum, foram identificados compostos bioativos pertencentes à classe dos glicoalcalóides, que inibiram o crescimento micelial do fitopatógeno Moniliophthora perniciosa. No estudo de A. arborescens foi identificado a presença de um composto ativo pertencente à classe dos vitanolidos, provavelmente o 7β-acetoxivitanolido D, e sua ação antifúngica está sendo relatada pela primeira vez. No estudo da planta P. peruviana a fração semipura bioativa indicou a presença de um composto pertencente à classe dos vitanolidos. Esses resultados evidenciaram que os compostos presentes nas plantas, apresentam bioatividade que inibem o crescimento micelial dos fungos fitopatogênicos Moniliophthora perniciosa e Phytophthora cinnamomi, podendo ser uma nova opção coadjuvante no controle de fitopatógenos. / The Brazilian biodiversity is known due to its richness of species, and is considered a promising source of natural products. Among the vascular plants, the family Solanaceae A. Juss. (Solanaceae) is considered one of the largest, with distribution in all tropical and temperate regions of the world. The Solanaceae family has a high diversity of species of economic importance as a source of food, medicinal and ornamental properties. Plants of this family are sources of secondary metabolites from different chemical classes with many different applications. Plant fungi are responsible for causing various diseases and considerable losses in agriculture. The disease control is accomplished through chemical, physical and biological methods, but the excessive and continuous use of chemical products, may result in selection of resistant micro-organisms, in addition, many fungicides have a high toxicity and its indiscriminate use can cause undesirable effects on other organisms in the environment. The objective of this study is to explore the biological and chemical potential of secondary metabolites produced by plants of the Solanaceae family with potential fungitoxic the pathogens. We selected 15 species of Solanaceae plants that had the extracts of its leaves evaluated in vitro biological assays on the mycelial growth of 6 plant pathogens of importance in agriculture. Among these, three were selected for further investigation, the species Solanum americanum, Physalis peruviana and Acnistus arborescens. In the study of plant S. americanum, it was identified bioactive compounds belonging to the class of glycoalkaloids that inhibited the mycelial growth of the pathogen M. perniciosa. In the study of A. arborescens it was identified the presence of the active compound belonging to the class of withanolides, probably the 7β-acetoxywithanolide D, and its antifungal activity is being reported for the first time. In the study of plant P. peruviana semipure bioactive fraction indicated the presence of the compound belonging to the class of withanolides. These results showed that the compounds present in plants, have bioactivity that inhibit the mycelial growth of pathogenic fungi M. perniciosa and P. cinnamomi and may be a new option in the adjuvant control pathogens.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-25Bitstream added on 2014-06-13T20:04:39Z : No. of bitstreams: 1 simoes_mlg_dr_rcla.pdf: 7383499 bytes, checksum: 3bdb988e95e0edaf3bc9450a229443f5 (MD5) / Diferentes isolados de Trichoderma (T. stromaticum, T. pseudokoningii, T. harzianum, e T. viride) e um isolado de T. atroviride, T. longibrachiatum, T. virens e T. pilulliferum foram estudados para uso no biocontrole de quatro subgrupos genéticos de Moniliophthora perniciosa, designados como Mp1441, Mp1445, Mp1893 e Mp1916. A associação das características dos isolados de Trichoderma avaliados quanto à velocidade de crescimento micelial, germinação, produção de esporos e produtividade massal de esporos em arroz, além das suas capacidades de antibiose e micoparasitismo a cada subgrupo do patógeno, resultou na determinação do índice denominado Potencial para uso no biocontrole (%PCB) a cada subgrupo de M. perniciosa. Os %PCBs variaram, demonstrando haver variabilidade genética entre os isolados do antagonista quanto às características avaliadas, como também nos níveis de resistência do patógeno. T. harzianum 911 apresentou o melhor %PCB para todos os subgrupos de M. perniciosa, sendo o pior apresentado por T. reesei 1612. Mp1445 foi o subgrupo que apresentou a menor capacidade de supressão aos antagonistas, sendo a maior apresentada por Mp1916. T. harzianum 906 inibiu o crescimento de Mp1916 por metabólitos não voláteis e todos os isolados de Trichoderma avaliados inibiram todos os subgrupos do patógeno pela ação de metabólitos voláteis, variando, porém, os percentuais de inibição entre as espécies e entre isolados da mesma espécie. Mp1445 inibiu o crescimento de T. virens 2007 por metabólitos não voláteis, sendo comprovada, portanto, a possibilidade do patógeno inibir o antagonista. T. harzianum 911 apresentou capacidade de micoparasitismo em placa e em vassouras infectadas individualmente pelos subgrupos do patógeno, além de produzir as enzimas β-1,3-glucanase, quitinase, protease, FPase, CMCase e amilase, tanto em substratos específicos como em cultivos... / Different isolates of Trichoderma (T. stromaticum, T. pseudokoningii, T. harzianum and T. viride) and one isolate of T. atroviride, T. longibrachiatum, T. virens e T. pilulliferum were studied for their usage in biocontrol of four genetic subgroups of Moniliophthora perniciosa named as Mp1441, Mp1445, Mp1893 e Mp1916. The association of the characteristics of the Trichoderma isolates evaluated regarding to velocity of mycelial growth, germination, spores production in Petri dish and mass production of spores in rice, besides their capacities of antibiosis and mycoparasitism to each subgroup of the pathogen, resulted in the determination of the index named Potential to be used in Biocontrol (%PCB) to each subgroup of M. perniciosa. The %PCBs varied, pointing out that there is a genetic variability among the antagonistic isolates regarding to the evaluated characteristics, as well as the levels of the pathogen resistance. T. harzianum 911 showed the best %PCB for all subgroups of M. perniciosa, being the worst presented by T. reesei 1612. Mp1445 was the subgroup that presented the lowest antagonistic suppression capacity, being the highest presented by Mp1916. T. harzianum 906 inhibited the growth of Mp1916 by non-volatile metabolites and all the evaluated isolates of Thrichoderma inhibited all the subgroups through volatile metabolites, varying, although, the percentages of inhibition among the species and among the isolates of the same species. Mp1445 inhibited the growth of T. virens 2007 by non-volatile metabolites, being proved, therefore, the possibility of the pathogen to inhibit the antagonist. T. harzianum 911 presented the mycoparasitism capacity in Petri dishes and in brooms infected indiviadually by the pathogen, besides the production of β-1,3-glucanase, chitinase, protease, FPase, CMCase and amilase, in both specific substrates and in cultivations with dried mycelia... (Complete abstract click electronic access below)