As plantas expressam diferentes mecanismos de defesa em resposta a patógenos. Em geral, ocorre o reconhecimento de padrões moleculares associados ao patógeno (PAMPs) por receptores específicos das plantas, desencadeando as respostas de defesa através das vias de sinalização mediadas por jasmonato (JA), etileno (ET) e ácido salicílico (AS). Além disso, a descoberta de sinais endógenos como AtPep1 que regulam a expressão de genes de defesa em Arabidopsis thaliana tem auxiliado na compreensão dos mecanismos de defesa. No entanto, os mecanismos de defesa de plantas a patógenos necrotróficos como Pythium spp. são pouco conhecidos. Desta forma, o desenvolvimento de estratégias para identificar e caracterizar genes de resistência à Pythium spp. pode auxiliar na compreensão dos mecanismos de defesa, possibilitando a obtenção de cultivares resistentes. Uma das estratégias empregadas para a identificação de genes de resistência a patógenos do gênero Pythium consistiu na construção de uma biblioteca de cDNAs diferencialmente expressos em A. thaliana susperexpressando AtPROPEP1, que são mais resistentes à P. irregulare e a P. deliense. Paralelamente, foi realizada a busca de um gene ortólogo ao AtPROPEP1 de A. thaliana em diferentes espécies de solanáceas. Outra estratégia utilizada envolveu a avaliação do efeito da aplicação dos hormônios JA e AS e do regulador de crescimento etefon na resistência de plantas de tomate à P. dissotocum. Posteriormente foi realizado o silenciamento dos genes CTR1, ERF1 e SlPROPEP em plantas de tomate a fim de verificar o papel dos mesmos na resistência das plantas à P. dissotocum. Os resultados obtidos na biblioteca subtrativa indicam que A. thaliana superexpressando AtPROPEP1 pode induzir a expressão não somente da defensina PDF1.2, mas também de GRP3, outro gene envolvido na defesa de plantas contra patógenos. Através da busca de ortólogos de AtPROPEP1 em diferentes solanáceas foi possível identificar um ortólogo em Solanum lycopersicum - SlPROPEP. O tratamento com etefon aumentou a resitência das plantas à P. dissotocum comparado com as plantas não tratadas. Este tratamento também induziu a expressão relativa de SlPROPEP, PR-1, PR-5 e da defensina DEF2. Assim como o tratamento com etefon o silenciamento do gene CTR1, que atua como um regulador negativo da via de sinalização de defesa por ET aumentou a resistência das plantas à P. dissotocum. Enquanto que as plantas silenciadas para os genes ERF1 e SlPROPEP foram mais suscetíveis. O silenciamento de SlPROPEP reprimiu a expressão relativa dos genes PR-1, PR-5, ERF1, LOX-D e DEF2 envolvidos na defesa de plantas à patógenos. Estes resultados, em conjunto com o aumento da resistência nas plantas tratadas com etefon, sugerem que a via de sinalização de ET atua na resistência de tomate à P. dissotocum sendo que esta resistência possivelmente é mediada por SlPROPEP. / Plants express different defense mechanisms in response to pathogens. In general, specific receptors in plants reconize pathogen-associated molecular patterns (PAMPs), triggering the response defenses by signaling pathways mediated by jasmonate (JA), ethylene (ET) and salicylic acid (SA). Furthermore, the discovery of endogenous signals, as AtPep1, which regulate defense genes expression in Arabidopsis thaliana, has aided the understanding of the defense mechanisms. However, the defense mechanisms of plants to necrotrophic pathogens such as Pythium spp. are poorly known. Thus, development of strategies to identify and characterize the resistance genes to Pythium spp. can help the understand of defense mechanisms, allowing the obtainance of resistant cultivars. One of the strategies used for the identification of resistance genes to pathogens within the genus Pythium consisted to construct a cDNA library of differentially expressed genes in plants overexpressing AtPROPEP1, which are more resistant to P. irregulare and P. deliense. Simultaneously, a search for orthologous genes to AtPROPEP1 from A. thaliana in different species of Solanaceae was performed. Another strategy used involved the evaluation of application of JA and AS and of the growth regulator ethephon on the resistance of tomato plants to P. dissotocum. Then, the silencing of the genes CTR1, ERF1 and SlPROPEP was performed in tomato plants in order to check the role of the tomato resistance to P. dissotocum. The results obtained from subtractive cDNA library indicate that A. thaliana plants overexpressing AtPROPEP1 may induce expression not only of the PDF1.2 defensin but also the GRP3 expression, another gene involved in plant defense against pathogens. By the search for orthologous genes to AtPROPEP1 in different species of Solanaceae was possible to identify an ortholog in Solanum lycopersicum - SlPROPEP. The ethephon treatment increased resistance of plants to P. dissotocum compared to untreated plants. This treatment also induced the expression of SlPROPEP, PR-1, PR-5 and DEF2 defensin. As ethephon treatment, the silencing of CTR1 gene, which acts as a negative regulator of defense signaling pathway by ET, increased plant resistance to P. dissotocum. Whereas the plants containing ERF1 and SlPROPEP genes silenced were more susceptible. SlPROPEP silencing repressed the relative expression of the genes PR-1, PR-5, ERF1, LOX-D e DEF2 involved in plant defense to pathogens. These results, together with increased resistance in the plants treated with ethephon, suggest that ET signaling pathway acts in tomato to resistance P. dissotocum and this resistance is likely mediated by SlPROPEP.

Acanthamoeba spp. são patógenos protistas de vida livre, capazes de causar ceratite grave e encefalite granulomatosa fatal. Trofozoíto é a forma infectiva de Acanthamoeba spp. e pode provocar infecções em uma variedade de hospedeiros mamíferos e seres humanos, como resultado da complexa interação patógeno-hospedeiro. O dano causado por trofozoítos em infecções da córnea ou do cérebro é o resultado de vários mecanismos patogênicos diferentes não elucidados a nível molecular até agora. Neste trabalho, descrevemos os resultados da caracterização genotípica de isolados ambientais de Acanthamoeba spp. e a identificão por análises proteômicas do repertório de proteínas expressas por trofozoítos de Acanthamoeba polyphaga. Nossos resultados permitiram a caracterização de 13 isolados ambientais de Acanthamoeba spp. obtidos da água de piscinas, que foram classificados em nível de genótipo com base na análise da sequência do gene da subunidade menor do rDNA. Nove dos 13 isolados foram identificados como pertencentes ao genótipo T5, três ao genótipo T4 e um ao genótipo T3. Vários genótipos têm sido relatados em todo o mundo como agentes causadores de ceratite amebiana, incluindo os genótipos T3, T4 e T5. O presente estudo indica que o genótipo T5 é um contaminante comum na água de piscinas. Este trabalho também estabeleceu uma ampla análise do repertório de proteínas expressas por trofozoítos de A. polyphaga, baseado no conjunto de estratégias por 2-DE MS/MS e LC-MS/MS. Foram identificadas 192 proteínas não redundantes. Um mapa proteômico de referência de A. polyphaga na faixa de pH 3-10 foi produzido e de 370 spots resolvidos, 136 proteínas foram identificadas. A classificação funcional das proteínas revelou diversas proteínas com relevância potencial para a sobrevivência do parasita e infecção de hospedeiros mamíferos, incluindo proteínas de superfície e proteínas relacionadas aos mecanismos de defesa. Este estudo descreveu a primeira análise proteômica abrangente do estágio de trofozoíto de Acanthamoeba spp. e fornece bases para estudos prospectivos, comparativos e funcionais de proteínas envolvidas nos mecanismos moleculares de sobrevivência, desenvolvimento e patogenicidade de Acanthamoeba spp. / Acanthamoeba spp. are free-living protist pathogen, capable of causing a blinding keratitis and fatal granulomatous encephalitis. Trophozoite is the form infective of Acanthamoeba spp. and can provoke infections in a variety of mammalian hosts and humans, as result of complex interaction host-pathogen. The damage caused by trophozoites in human corneal or brain infections is the result of several different pathogenic mechanisms not elucidated at the molecular level so far. Here, we describe the results of the characterization genotypic of environment isolates of Acanthamoeba spp. and we performed proteomic analysis to identify the repertoire of proteins expressed by trophozoites of an environmental strain of Acanthamoeba polyphaga. Our results allowed the characterization of 13 Acanthamoeba isolates from swimming pools water that were classified at the genotype level based on the sequence analysis of the small-subunit rDNA gene. Nine of the 13 isolates were genotype T5, three were genotype T4, and one was T3. Several genotypes have been reported worldwide as causative agents of keratitis, including genotypes T3, T4, and T5. The present study indicates that genotype T5 is a common contaminant in swimming-pool water. This work also established a comprehensive analysis of the proteins expressed by A. polyphaga trophozoites based on complementary 2-DE MS/MS and gel-free LC-MS/MS approaches. Overall, 192 nonredundant proteins were identified. An A. polyphaga proteomic map in pH range 3-10 was produced, with protein identification for 136 out of 370 resolved spots. Functional classification of identified proteins revealed several proteins with potential relevance for parasite survival and infection of mammal hosts, including surface proteins and proteins related to defense mechanisms. This study describes the first comprehensive proteomic survey of the trophozoite infective stage of an Acanthamoeba species, and provides foundations to prospective, comparative and functional studies of Acanthamoeba proteins involved in molecular mechanisms of survival, development, and pathogenicity.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-04-20T13:31:52Z No. of bitstreams: 1 Jonatas Campos de Almeida.pdf: 1633673 bytes, checksum: 83b144a500fed3b24283ce76a90b4880 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-20T13:31:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jonatas Campos de Almeida.pdf: 1633673 bytes, checksum: 83b144a500fed3b24283ce76a90b4880 (MD5) Previous issue date: 2017-05-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The aim of this study was to investigate the occurrence of pathogens of interest in One Health in captive and free-range wild canids from northeastern Brazil. Biological samples (stool, fur and blood) were collected from 25 crab-eating foxes (Cerdocyon thous) from four states: Alagoas, Bahia, Paraíba, Pernambuco. From these samples was possible to obtain the first Toxoplasma gondii isolate (genotype #13) in crab-eating fox; Ctenocephalides canis and felis, Sarcoptes scabiei, Malassezia pachidermatis in animals from Paraíba and also one co-infection case by Microsporum gypseum; isolation of Clostridium perfringens – type A in five stool samples (one of them positive to beta-2 toxin) and Clostridium difficile in two stool samples. In molecular (PCR) and serological analysis (MAT for T. gondii, NAT for N. caninum, ELISA for L. chagasi and MAT for Leptospira spp) were observed frequencies of anti-T. gondii antibodies of 50% and 29.41% in captive and free-range wild canids, respectively, frequencies of anti-N. caninum antibodies of 62.50% and 23.52% in free-range and captive wild canids, respectively, frequency of anti-L. chagasi antibodies of 4.0% in captive wild canids. There were no serum samples positive for Leptospira, as well as absence of positive PCR for the pathogens analyzed in the blood. The results of this study demonstrate the circulation of pathogens with an impact on One Health. Studies involving wild animals and infectious diseases should be performed to provide data on the epidemiology of these diseases and to guide surveillance and control measures. / O objetivo do estudo foi investigar a ocorrência de patógenos de interesse em saúde única em canídeos silvestres de cativeiro e de vida livre na região nordeste do Brasil. Amostras biológicas (fezes, pelos, sangue) foram coletadas de 25 cachorro-do-mato (Cerdocyon thous) de quatro estados: Alagoas, Bahia, Paraíba e Pernambuco. A partir dessas amostras foi possível obter o primeiro isolado de Toxoplasma gondii (genótipo #13) em cachorro-do-mato; Ctenocephalides canis e felis, Sarcoptes scabiei, Malassezia pachidermatis em animais da Paraíba, além de um caso de co-infecção com Microsporum gypseum; isolamento de Clostridium perfringens – tipo A em cinco amostras de fezes (uma amostra positiva para toxina beta-2) e Clostridium difficile em duas amostras de fezes. Na análise molecular (PCR) e sorológica (MAT para T. gondii, NAT para N. caninum, ELISA para L. chagasi e MAT para Leptospira sp) foram observadas frequências de anticorpos anti-T. gondii de 50% e 29,41% em canídeos silvestres de cativeiro e de vida livre, respectivamente, frequências de anticorpos anti-N. caninum de 62,50% e 23,52% em canídeos silvestres de vida-livre e cativeiro, respectivamente e frequência de anticorpos anti-L. chagasi de 4,0% em canídeos silvestres de cativeiro. Não houve amostras de soro positivas para Leptospira, bem como ausência de PCR positiva para os patógenos analisados no sangue. Os resultados deste estudo demonstram a circulação de patógenos de impacto em saúde única. Estudos envolvendo animais silvestres e doenças infecciosas devem ser realizados para fornecer dados epidemiológicos sobre essas doenças e orientar ações de vigilância e controle.

Protozoários do gênero Acanthamoeba estão presentes nos mais variados ambientes, sendo esta a ameba mais isolada entre as amebas de vida livre (AVL). Acanthamoeba spp. pode causar encefalomielite e outras doenças graves em animais e seres humanos. Os fatores que contribuem para infecções por Acanthamoeba incluem biologia parasitária, diversidade genética, propagação no meio ambiente e suscetibilidade do hospedeiro. Acanthamoeba pode hospedar diversos microrganismos como: algas, bactérias, fungos, protozoários e vírus. Os estudos sobre as interações entre Acanthamoeba e microrganismos tem aumentado nos últimos anos, principalmente para entender como certas bactérias resistem à fagocitose de seus hospedeiros. Existem poucos estudos sobre adesão e a interação in vitro de Acanthamoeba com macrófagos, que são a primeira linha de defesa em doenças infecciosas. Neste trabalho foi proposto o isolamento de AVL do gênero Acanthamoeba de amostras clínicas de cães. Os resultados deste trabalho foram: 14 isolados de Acanthamoeba confirmados pela PCR, sendo o alvo o gene do 18S rDNA, de mucosa nasal e lesões cutâneas de 96 amostras coletadas de 48 cães. Destes, 13 isolados de Acanthamoeba foram sequenciados, o genótipo foi determinado e o potencial de patogenicidade em células VERO de 8 isolados foi avaliado. Os isolados eram pertencentes aos genótipos T3 (3 amostras), T4 (5 amostras), T5 (4 amostras) e T16 (1 amostra). Os 14 isolados de Acanthamoeba continham pelo menos uma espécie bacteriana internalizada e um isolado continha todas as espécies de endossimbiontes pesquisados. Observou-se que 79% dos isolados de Acanthamoeba hospedavam Legionella pneumophila, 50% Mycobacterium, 79% Pseudomonas e 57% Enterobacteriaceae. Os isolados de Acanthamoeba foram co-cultivados com macrófagos e observou-se à aderência em apenas 1h de contato, confirmando que Acanthamoeba é contato dependente. Este estudo descreveu os primeiros isolados de Acanthamoeba de amostras clínicas provenientes de cães. Também foi o primeiro relato da presença de endossimbiontes neste tipo de isolado realizado na América Latina. Neste estudo foi isolado pela primeira vez o genótipo T16 de amostra clínica. A importância deste estudo está no fato de verificar a presença de Acanthamoeba potencialmente patogênica em amostras clínicas de animais e pesquisar bactérias patogênicas internalizadas nestas amebas. Podendo estes microrganismos estar envolvidos em doenças infecciosas e futuras complicações como doenças graves em mamíferos. / Protozoa of the genus Acanthamoeba are present in diverse environments and are the most common free-living amoeba (FLA). Acanthamoeba spp. cause encephalitis and can cause severe illness in animals and humans. The factors that contribute to infections include Acanthamoeba parasite biology, genetic diversity, spreading in the environment and host susceptibility. Acanthamoeba may host various microorganisms such as algae, bacteria, fungi, protozoa and viruses. Studies regarding the interactions between Acanthamoeba and microorganisms have increased in recent years, mainly to understand how certain bacteria resist phagocytosis by their hosts. There are few studies on adherence and in vitro interaction of Acanthamoeba with macrophages, which are the first line of defense in infectious diseases. In this study, we proposed the isolation of the FLA Acanthamoeba from clinical samples from dogs. We found 14 Acanthamoeba isolates confirmed by PCR and by the 18S gene target rDNA in nasal mucosa and skin lesions out of 96 samples collected from 48 dogs. From this 14 isolates, 13 Acanthamoeba isolates were sequenced and the genotype was determined. Regarding the potential for pathogenicity in VERO cells, 8 isolates was assessed. The isolates belonged to genotype 3 (3 samples), T4 (5 samples), T5 (4 samples) and T16 (1 sample). The 14 isolates of Acanthamoeba contained at least one bacterial species internalized and one isolate contained all endosymbionts species studied. It was observed that 79% of isolates of Acanthamoeba carryng Legionella pneumophila, Mycobacterium 50%, 79% Pseudomonas and 57% Enterobacteriaceae. Acanthamoeba isolates were co-cultured with murine macrophages and adherence was observed in 1h of contact, confirming that Acanthamoeba interact with defense cells in a contact-dependent manner. This study describes the first clinical isolates of Acanthamoeba samples from dogs. It was also the first report of the presence of this type of endosymbionts isolated held in Latin America. As far as we know, this is the first study to isolate a T16 genotype amoeba from clinical sample. The importance of this study lies on the fact verify the presence of potentially pathogenic Acanthamoeba in samples from animals and search pathogenic bacteria internalized by these amoebae. These microorganisms may be involved in infectious diseases in mammals.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario. / El Sistema Nacional de Áreas Silvestres Protegidas del Estado de Chile (SNASPE), administrado por la Corporación Nacional Forestal (CONAF), representa el 20% de la superficie de Chile y cobija al 87% de las especies de fauna vertebrada del país, asumiendo gran importancia en el ámbito de la conservación in situ de fauna endémica y nativa del territorio nacional. Una de las amenazas de importancia para la fauna silvestre es la presencia de enfermedades transmisibles y transmisión de patógenos, los cuales provienen posiblemente de la interacción con animales domésticos y/o introducción de especies exóticas invasoras a las Áreas Silvestres Protegidas (ASP), entre otros factores. Existen diversas investigaciones científicas que dan cuenta de patógenos presentes en fauna silvestre, sin embargo, ninguna que reúna todos estos reportes en un sólo documento. Es por esto que el objetivo del presente estudio es generar un catastro y registro de la distribución de patógenos identificados en mamíferos nativos amenazados de Chile, asociándolos al Sistema Nacional de Áreas Silvestres Protegidas del Estado. La metodología se llevó a cabo en cuatro etapas: 1) Selección de especies de mamíferos nativos presentes en ASP, que presenten algún grado de amenaza, según su categoría de conservación e importantes dentro de la conservación de la fauna chilena al ser también consideras especies icónicas, 2) Catastro y sistematización de los patógenos identificados en los mamíferos nativos seleccionados, según criterios específicos, 3) Georreferenciación de los patógenos identificados en mamíferos nativos seleccionados, asociando cada registro a la ASP más cercana, y 4) Generación de mapas cartográficos de la presencia de los patógenos identificados por especie. Se recopilaron un total de 135 reportes de patógenos en 10 especies de mamíferos, registrando 41 tipos diferentes de patógenos, asociados a 21 ASP. Los patógenos de mayor relevancia en las especies estudiadas fueron: Corynebacterium pseudotuberculosis en Hippocamelus bisulcus, Mycobacterium avium, susp. paratuberculosis en Pudu pudu y Lama guanicoe, Parvovirus Canino y Virus Distémper Canino en Lycalopex sp., Sarcoptes scabiei en Vicugna vicugna y Virus de la leucemia felina y Virus de la inmunodeficiencia felina en Leopardus guigna, entre otros. La mayoría de los patógenos registrados también se encuentran en animales domésticos, pudiendo sugerir que estos cumplen un rol importante en la persistencia de estos patógenos en las poblaciones de animales silvestres. Se concluye que más estudios son necesarios para comprender mejor la epidemiologia de los patógenos presentes en fauna silvestre y el real efecto e influencia de los animales domésticos sobre la salud en los espacios naturales, pudiendo ser potentes factores que están alterando paulatinamente el normal equilibrio de los ecosistemas y, en consecuencia, la salud y conservación de especies animales silvestres nativas del país / The National System of Protected Wild Areas of the State of Chile (SNASPE), administered by the National Forestry Corporation (CONAF), represents 20% of the The National System of Protected Wild Areas of the State of Chile (SNASPE), the administrator of the National Forestry Corporation (CONAF), represents 20% of the surface of Chile and 87% of the species of vertebrate fauna of the country, assuming great importance in the field of in situ conservation of the endemic and native fauna of the national territory. One of the threats of importance to wildlife is the presence of transmissible diseases and transmission of pathogens, information on the relationships of animals and/or the introduction of invasive exotic species to the Protected Wildlife Areas (ASP), among others. Factors There are numerous scientific investigations that account for pathogens present in wildlife, however, not all of these reports are gathered in a single document. The objective of this study is to generate a cadastre and a register of the distribution of pathogens in the threatened native animals of Chile, associating them with the National System of Protected Wild Areas of the State. The methodology was carried out in four stages: 1) Selection of species of native animals present in ASP, which will be presented in some degree of threat, according to their category of life care services, 2) Cadastre and systematization of the pathogens in the selected native mammals, according to the specific criteria, 3) Georeferencing of the pathogens in the selected native mammals, associating each record in the closest ASP, and 4) Generation of cartographic maps of the presence of pathogens by species. A total of 135 reports of pathogens in 10 mammal species will be collected, recording 41 different types of pathogens, associated with 21 ASPs. The most relevant pathogens in the species studied were: Corynebacterium pseudotuberculosis in Hippocamelus bisulcus, Mycobacterium avium, susp. paratuberculosis in Pudu pudu and Lama guanicoe, Canine Parvovirus and Canine Distemper Virus in Lycalopex sp., Sarcoptes scabiei in Vicugna vicugna and Feline Leukemia Virus and Feline Immunodeficiency Virus in Leopardus guigna, among others. Most of the registered pathogens are also found in domestic animals, which may suggest that they play an important role in the persistence of these pathogens in wild animal populations. It is concluded that more studies are necessary to better understand the epidemiology of pathogens present in wildlife and the real effect and influence of domestic animals on health in natural spaces, being able to be powerful factors that are gradually altering the normal equilibrium of the ecosystems and, consequently, the health and conservation of wild animal species native to the country / Financiamiento: Convenio Favet-Conaf

This thesis presents a more in-depth understanding of the interaction between the pathogenic fungus Sporisorium scitamineum and sugarcane, a disease known as \"cane smut\". The development of a long structure like a \"whip\" from the meristem of infected plants is the main characteristic of the disease, allowing the effective dispersion of teliospores in the field. Infected plants have a reduced sucrose content and juice quality, leading to considerable economic losses. In the first chapter, the gene expression profile of the pathogen during its development in planta - in the first moments of infection and after the emission of the whip - and in vitro was evaluated using the RNAseq technique. Were analyzed genes preferentially expressed in each condition, differentially expressed in comparison to its growth in vitro, and expressed only during interaction. The results allowed the identification of some potential pathogenicity mechanisms, active effectors and gene clusters expressed only during interaction. In the second chapter, the transient expression technique was used to determine the target cell compartment of some of the candidate effectors and to establish a viable protocol for the study of S. scitamineum proteins. The four putatively secreted genes most expressed during the initial moments of the interaction were fused to the gene encoding the fluorescent green protein (Citrine) and expressed in Nicotiana benthamiana. The results of confocal microscopy and westernblots indicated an accumulation of each candidate protein in the membrane, cytosol and/or nucleus, in addition to the occurrence of post-translational modifications. These data offer new study opportunities for the identification of plant proteins that interact with such effectors. In the third chapter, the transcriptional responses of sugarcane in the first moments of a compatible interaction and after the development of the whip were analyzed using again the data obtained from the dual RNAseq cane-smut. Among the main responses, was identified an increase in MADS-type transcription factors expression, indicating that the whip development may use a route similar to flowering, whose signaling seems to start as early as the colonization. In addition, whip development is accompanied by increased transcription of genes involved in energetic pathways, and hormones synthesis and signaling pathways. Genes encoding RGAs were differentially expressed and may be related to pathogen effector\'s recognition. In the fourth chapter, the metabolic profile of sugarcane was evaluated during disease progression, confirming that in the meristem of infected plants carbon allocation is channeled to energetic pathways, besides the regulation of several amino acids and changes in plant cell composition in response to whip development. Metabolomics approach also allowed the identification of a probable mycotoxin derived from S. scitamineum. The results obtained in this study contributed to increase the understanding of the interaction between S. scitamineum and sugarcane that is characterized by high complexity and specialization to the host, and can be used in a way to help the characterization of resistant varieties and contribute to the improvement of sugarcane with resistance to smut. / Esta tese apresenta uma compreensão mais aprofundada da interação entre o fungo patogênico Sporisorium scitamineum e a cana-de-açúcar, doença conhecida como \"carvão da cana\". O desenvolvimento de uma longa estrutura similar a um \"chicote\" a partir do meristema de plantas infectadas é a principal característica da doença, permitindo a efetiva dispersão dos teliósporos no campo. As plantas doentes apresentam um teor reduzido de sacarose e qualidade do sumo, levando a perdas econômicas consideráveis. No primeiro capítulo, o perfil de expressão gênica do patógeno durante o seu desenvolvimento in planta - nos primeiros momentos da infecção e após a emissão do chicote - e in vitro foi avaliado utilizando a técnica RNA-Seq. Foram analisados os genes preferencialmente expressos em cada condição, diferencialmente expressos em relação ao crescimento em meio de cultura, ou expressos apenas durante a interação. Os resultados permitiram a elaboração de hipóteses sobre os mecanismos de patogenicidade, sobre os genes candidatos a efetores ativos e a identificação de agrupamentos de genes expressos apenas durante a interação. No segundo capítulo, para determinar o compartimento celular alvo de alguns dos efetores candidatos e estabelecer um protocolo viável para o estudo de proteínas de S. scitamineum foi utilizada a técnica de expressão transiente. Os quatro genes mais expressos durante os momentos iniciais da interação que fazem parte do secretoma do fungo foram fusionados ao gene que codifica a proteína verde fluorescente (Citrina) e expressos em Nicotiana benthamiana. Os resultados de microscopia confocal e westernblots indicaram um acúmulo de cada uma das proteínas candidatas na membrana, citosol e/ou núcleo, além da ocorrência de modificações pós-traducionais. Esses dados oferecem novas oportunidades de estudo para a identificação de proteínas vegetais que interagem com tais efetores. No terceiro capítulo, as respostas transcricionais da cana-de-açúcar nos primeiros momentos de uma interação compatível e após o desenvolvimento do chicote foram analisadas utilizando novamente os dados obtidos a partir do dual RNAseq cana-carvão. Entre as principais respostas da cana destacou-se um aumento da expressão de genes que codificam fatores de transcrição do tipo MADS, indicando que o desenvolvimento do chicote pode usar uma rota semelhante à do florescimento, cuja sinalização parece iniciar logo nos primeiros momentos de colonização. Além disso, o desenvolvimento do chicote é acompanhado pelo aumento da transcrição de genes envolvidos em vias energéticas, e vias de síntese e sinalização hormonal. Genes que codificam para RGAs foram diferencialmente expressos e podem estar relacionados ao reconhecimento de efetores. No quarto capítulo, foi avaliado o perfil metabólico da cana-de-açúcar durante a progressão da doença, confirmando que no meristema de plantas infectadas ocorre um aumento da alocação de carbono em vias energéticas, além da regulação de vários aminoácidos e mudanças em relação à composição da parede celular em resposta ao desenvolvimento do chicote. A abordagem metabólica também permitiu a identificação de uma provável micotoxina derivada de S. scitamineum. Os resultados obtidos neste estudo contribuíram para aumentar a compreensão da interação entre S. scitamineum e a cana-de-açúcar que se caracteriza pela alta complexidade e especialização ao hospedeiro, e poderão ser utilizados de forma a auxiliar a caracterização de variedades resistentes e contribuir para o melhoramento da cana-de-açúcar com resistência ao carvão.

Arcobacter spp., anteriormente conhecido como Campylobacter aerotolerante, é considerado um gênero bacteriano que inclui espécies consideradas patógenos emergentes que podem ser veiculados por alimentos. O gênero Arcobacter tem sido associado a gastroenterites, diarreia persistente e bacteremia em humanos. É uma bactéria Gram negativa, termosensível, embora possa sobreviver à 4°C. No Brasil, há poucos estudos de ocorrência de Arcobacter em alimentos, inclusive os de origem animal, especialmente os mais consumidos, como as carnes de frango e suína. Existem estudos pontuais de sua ocorrência em produtos resfriados, como cortes e em carcaças de frango resfriadas do varejo. O objetivo deste estudo foi avaliar a ocorrência de Arcobacter spp. em cortes e carcaças de frango refrigeradas e congeladas do varejo e em coxas de frango livres de antibiótico e orgânico refrigeradas provenientes de abatedouro, por técnica de isolamento convencional com posterior confirmação do gênero por reação de polimerase em cadeia (PCR). Foram analisadas 153 amostras de carne de frango, das quais 39,21% (59/153) resultaram positivas para o gênero Arcobacter. Foi obtido o total de sessenta e quatro isolados positivos para Arcobacter spp., que corresponderam a 89,06% (57/64) de A. lacus, 4,7% (3/64) de A. thereius, 3,12% (2/64) de A. butzleri, e 3,12% (2/64) de Arcobacter spp. espécie não identficada até o momento. Foram realizadas análises fenotípicas de resistência a 12 antibióticos com 34 isolados, previamente selecionados, de quatro diferentes fontes de carnes de frango obtidos nesse trabalho, e de três linhagens utilizadas como controle positivo de Arcobacter. A resistência fenotípica frente aos antimicrobianos foi de 100% para ácido nalidíxico e clindamicina, 29,73% para eritromicina, 24,32% para canamicina, 21,62% para tetraciclina, 18,42% para cloranfenicol, 13,51% para gentamicina, 8,11% para estreptomicina, 5,41% para azitromicina e ciprofloxacina, 2,10% para vancomicina e 0,00% para ampicilina. / Arcobacter spp., previously known as aerotolerant Campylobacter, is considered a bacterial genus that includes species considered emerging pathogens that can be transmitted by food. Arcobacter has been associated with gastroenteritis, persistent diarrhea and bacteremia in humans. It is a gram negative, thermosensitive bacterium, although it can survive at 4 ° C. In Brazil, there are few studies of the occurrence of Arcobacter in animal products including those of animal origin, especially those most consumed, such as poultry and pork. There are occasional studies of their occurrence in cooled products, such as cuts and in refrigerated chicken carcasses. The objective of this study was to evaluate the occurrence of Arcobacter spp. in refrigerated chicken cuts and carcasses of the retail and in chicken thighs free of antibiotic and organic refrigerated from slaughterhouse by conventional isolation and genotyping by polymerase chain reaction (PCR). A total of 153 chicken meat samples were analyzed, of which 39.21% (59/153) were positive for the Arcobacter genus. A total of sixty-four isolates positive for Arcobacter spp., corresponding 89.06% (57/64) of A. lacus, 4.7% (3/64) of A. thereius, 3.12% (2/64) of A. butzleri, and 3.12% (2/64) of Arcobacter spp. species not yet identified. Phenotypic resistance analyzes were performed on 12 antibiotics with 34 isolates, previously selected from four different sources of chicken meat obtained in this study, and three strains used as positive control of Arcobacter spp. Phenotypic resistance to antimicrobials were 100% for nalidixic acid and clindamycin , 29.73% for erythromycin, 24.32% for kanamycin, 21.62% for tetracycline, 18.42% for chloramphenicol, 13.51% for gentamycin, 8.11% for streptomycin, 5.41% for azithromycin and ciprofloxacin, 2.10% for vancomycin and 0.00% for ampicillin.

Austropuccinia psidii (sin Puccinia psidii) é um fungo biotrófico que infecta diversos gêneros de mirtáceas. É uma ferrugem (Puccinialles) nativa da América do Sul que apresenta ampla distribuição e rápida dispersão geográfica, alcançando atualmente a Austrália, centro de diversidade das mirtáceas. Este patógeno tem alarmado a comunidade científica devido à vasta capacidade de dispersão e por causar perdas econômicas consideráveis em culturas de interesse comercial, com destaque na eucaliptocultura. Apesar de sua importância, estudos relacionados ao patossistema A. psidii - Eucalyptus ainda são incipientes, sendo que o entendimento das bases moleculares envolvidas na interação planta-patógeno é essencial para adoção de medidas de controle eficazes e duradouras. Atualmente, a busca por candidatos a efetores tem crescido consideravelmente, pois são moléculas capazes de alterar a fisiologia do hospedeiro, suprimindo ou ativando os mecanismos de defesa. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi identificar in silico genes candidatos a efetores e validá-los por meio de análise de expressão por RT-qPCR. Para predição dos genes candidatos a efetores foi utilizado o genoma parcial de A. psidii e uma pipeline específica, baseada em diversos parâmetros, tais como: presença do peptídeo sinal, ausência de domínio transmembrana e superfície de ancoragem e pequeno tamanho. Foram identificados 2.886 candidatos, dos quais 13% apresentaram similaridade com Puccinialles. As categorias mais importantes de localização subcelular preditas foram apoplasto (87,3%), cloroplasto (7%) e núcleo (4,1%). Oito candidatos foram selecionados para análise de expressão após mineração em dados de RNA-seq. Os ensaios foram realizados in vitro com uredósporos de duas populações distintas de A. psidii, uma proveniente de eucalipto (MF-1) e outra de S. jambos (GM-J1) e as amostras foram coletadas em 6, 12 e 24 horas após inoculação (h.a.i). O perfil de expressão dos candidatos variou entre os tempos investigados, sendo que dois candidatos mostraram altos valores de expressão em todos os tempos, ao passo que quatro foram mais expressos nos tempos iniciais (6 e 12 h.a.i). Os tempos iniciais correspondem às fases de germinação e pré-penetração, fortalecendo a predição desses quatro candidatos como apoplásticos. Foi observado um perfil diferencial de expressão entre as duas populações do patógeno, o que sugere uma provável modulação pelo hospedeiro de origem na expressão dos candidatos a efetores, fato ainda pouco abordado na literatura e que deve ser melhor investigado. Embora o trabalho tenha sido realizado in vitro, foi possível selecionar potenciais candidatos para continuidade dos estudos, incluindo a validação in planta e caracterização funcional. Os dados são relevantes em vista a escassez de informações biológicas desse patossistema e fornecem uma visão inicial de como esses efetores atuam na interação planta-patógeno. / Austropuccinia psidii (sin Puccinia psidii) is a biotrophic fungus that infects several genera of Myrtaceae. It is a rust (Puccinialles) native from South America that displays a broad distribution after have shown a quick geographic dispersion, being currently present even in Australia, which is Myrtaceae\'s diversity center. This pathogen has alarmed the scientific community due to its wide dispersion ability and because of considerable economic losses occurring in crops of commercial interest, especially eucalyptus cultures. Despite its importance, studies related to A. psidii-Eucalyptus pathosystem are still incipient and the understanding of the molecular basis involved in the plant-pathogen interaction is essential to develop effective and durable control mechanisms. Currently, the search for effector candidates has increased considerably since they are molecules that alter the host physiology, suppressing or activating the defense mechanisms. In this study, we aimed to identify in silico effectors candidate genes and also to validate them by expression analysis (RT-qPCR). To predict the effector candidate genes, we used the partial genome of A. psidii and a specific pipeline based on several parameters, such as small size, presence of signal peptide, absence of transmembrane domain and anchorage surface. A total of 2,886 candidates were identified, from which 13% are similar to Puccinialles. The most important categories of predicted subcellular localization were apoplast (87,3%), chloroplast (7%) e nucleus (4,1%). Eight candidates were selected for expression analysis after mining in RNA-seq data. The in vitro assays were carried out with uredospores from two distinct populations of A. psidii: one from eucalyptus (MF-1) and other from S. jambos (GM-J1); the samples were collected 6, 12 and 24 hours after inoculation (h.a.i). The expression profile of the candidates was distinct among the times investigated. The results showed that two candidates had high expression values in all times evaluated, while four were more expressed at 6 and 12 h.a.i. These times correspond to the germination and pre-penetration phases, corroborating with the prediction of these four candidates as apoplastics. A differential expression profile was found between the two pathogen populations, suggesting a probable modulation by the origin host in the expression of effectors candidates, what has not been extensively investigated and discussed in the literature on the topic. Although this study has been performed in vitro, it was possible to select potential candidates for further investigations, including in plant validation and functional characterization. The data presented here are relevant considering the scarcity of biological information about this pathosystem, besides providing an initial insight on how these effectors act in the plant-pathogen interaction.

Ratoon stunting disease (RSD) is a serious disease that affects all sugarcane producing countries. The major symptom of RSD is plant growth reduction, which is only seen in ratoon plants, causing up to 80% biomass reduction depending on environmental conditions. The disease is due to Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), a gram-positive and nutritionally fastidious bacterium that so far has been found to specifically colonize the xylem vessels of sugarcane. However, the successful early detection of this pathogen is currently the main challenge for RSD prevention. Breeding for resistance to RSD, although not in practice, is a viable control measure. Since sugarcane varieties differ in relation to their degree of colonization by Lxx and losses are directly related to population densities of the pathogen in the plant, a promising breeding strategy would be to select for genotypes that are resistant to bacterial multiplication. Thus, knowledge on the responses of sugarcane to RSD at the \"omics\" level is an essential starting step to identify key metabolic targets for breeding resistant varieties. The overall goal of this study is to determine the metabolic profiles of a susceptible (CB49-260) and resistant (SP80-3280) variety inoculated or not with Lxx and to compare the results with existing proteomic and transcriptomic data to define a core of targets (proteins, genes, and metabolites) that can be tested as markers of resistance in a collection of sugarcane varieties. Bacterial titers were quantified by Real-Time PCR (qPCR). The metabolites were profiled from the leaves and from the xylem saps collected at 30 and 120 days after inoculation (DAI). Untargeted analysis were performed with Gas Chromatography - Mass Spectrometry (GC-MS) and were carried out on leaves and sap from 120 DAI. Targeted analysis was executed with Liquid Chromatography - Tandem Mass Spectrometry (LC-MS/MS) on both tissues at both timepoints. To validate metabolomics results, a set of metabolites was chosen to be tested in vitro, in order to detect growth alterations caused to Lxx. qPCR confirmed the susceptibility of CB49-260 as it had higher titers than SP80-3280. Global analysis revealed that both varieties and tissues have different metabolic profiles but that those differences are more quantitative than qualitative. The targeted approach identified more amino acids, sugars, organic acids and phosphorylated compounds in the non-inoculated susceptible genotype, while the resistant one had higher abundance of phenolics. It was also shown that inoculation with Lxx results in more relative abundance of amino acids, organic acids, phosphorylated compounds and phenolics. Furthermore, a key amino acid for Lxx survival was related to inoculation on both varieties, as well as a known phenolic compound related to plant defense. Distinguished phenolics resulting from the targeted analysis were selected to evaluate their effect on Lxx growth in vitro. Although some compounds caused inhibition, further optimization of the methodology is needed to confirm these results. / O Raquitismo-da-soqueira (RSD) é uma grave doença que afeta todos os paises produtores de cana-de-açúcar. O principal sintoma do RSD é tamanho reduzido das plantas, observado apenas nas plantas-soca, o que pode resultar em perdas de biomassa em até 80%, dependendo das condições climáticas. A doença é causada por Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), uma bactéria gram-positiva e fastidiosa, descrita até o presente momento como hospedeira natural apenas da cana-de-açúcar, colonizando principalmente os vasos do xilema. Todavia, a detecção precoce deste patógeno é o principal desafio para prevenção do RSD. O melhoramento genético para resistência ao RSD, apesar de viável, não é uma medida de controle adotada na prática. Como existe diferenças entre as variedades de cana em relação ao grau de colonização por Lxx e as perdas estão diretamente relacionadas ao título bacteriano, uma estratégia de melhoramento promissora é a seleção de genótipos que apresentam resistência à multiplicação bacteriana. Portanto, o conhecimento das respostas da cana-de-açúcar ao RSD em termos \"ômicos\" é um passo inicial primordial para a identificação de alvos-chave para melhorar variedades resistentes. O objetivo geral deste estudo foi determinar os perfis metabólicos de duas variedade, uma suscetível (CB49-260) e uma resistente (SP80-3280) inoculada ou não com Lxx e comparar os resultados com dados já existentes de proteômica e transcriptômica para definir um núcleo de alvos (proteínas, genes e metabólitos) que possam ser testados como marcadores de resistência em uma coleção de cana-de-açúcar. Os títulos bacterianos foram quantificados por PCR em tempo real (qPCR). Os perfis metabólicos foram elaborados a partir de folhas e fluído xilemático coletados aos 30 e 120 dias após inoculação (DAI). A análise não-direcionada foi realizada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS), usando folhas e extratos coletados aos 120 DAI. Já a análise direcionada foi efetivada via cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em tandem (LC-MS/MS), em ambos tecidos e tempos de coleta. Para validar os resultados de metabolômica, um grupo de metabólitos destacado nas análises de metabolômica foi escolhido para testes in vitro e por fim detectar alterações no crescimento de Lxx. O resultado do qPCR confirmou a suscetibilidade da CB49-260, pois esta continha títulos superiores à SP80-3280. A análise global revelou que ambos variedades e tecidos possuem perfis metabólicos distintos, porém essas diferenças foram mais quantitativas que qualitativas. A análise direcionada identificou mais aminoácidos, açúcares, ácidos organicos e compostos fosforilados no genótipo suscetível não-inoculado, enquanto que o resistente apresentou maior abundância de compostos fenólicos. Também foi demonstrado que a inoculação com Lxx resultou em maior quantidade de aminoácidos, ácidos orgânicos, compostos fosforilados e fenólicos. Ademais, um aminoácido essencial à sobrevivência de Lxx foi relacionado à inoculação de ambas variedades, assim como um composto fenólico relacionado a defesa de plantas. O teste in vitro mostrou que, apesar de alguns compostos causarem inibição, é necessário aprimorar a metodologia utilizada para confirmar os resultados obtidos.

Em um total de 90 amostras de hortaliças, incluindo 30 de alface, 30 de agrião e 30 de escarola, foi verificada a ocorrência de Aeromonas do grupo A. hydrophila, empregando-se os métodos de semeadura direta em ágar amido-amplicilina (contagem) e após enriquecimento em caldo tripticase-soja adicionado de ampicilina (teste de presença/ausência). As incubações foram feitas a 28&#186;C, durante 24 horas. A presença dessas bactérias foi detectada em 43 (47,8%) das amostras analisadas, com contagens variando de < 102 a 2, 0x 106UFC/g. As amostras de agrião foram as que revelaram, na contagem, com maiores números de Aeromonas spp. Das 43 amostras positivas para Aeromonas spp. 9 (21,0%) revelaram-se com números superiores a 104 UFC/g. sendo que 7 eram de agrião . Dentre as amostras de hortaliças analisadas, as de agrião revelaram-se com positividade para Aeromonas do grupo A. hydrophila (70,0%) significativamente maior em relação às de alface (43,3%) e de escarola (30,0%) a nível de 5%. Não foram observadas diferenças significativas entre as positividades obtidas através do método de semeadura direta em placas e do teste de presença/ausência para as amostras de alface e de agrião. Para as amostras de escarola, a positividade foi significativamente mais alta no teste de presença/ausência. Do total de 143 cepas confirmadas como sendo do gênero Aeromonas, 138 (96,5%) eram de A. caviae, 4 (2,8%) de A. hydophila e 1 (0,7%) que, pelas suas características, foi considerada como Aeromonas atipica. Dos resultados obtidos, pode-se depreender que as hortaliças dos tipos analisados, alface, agrião e escarola, dado os níveis de contaminação observados, podem representar risco aos consumidores. / A total of 90 retail vegetable samples, including 30 of lettuce, 30 of water-cress and 30 of escarole were examined for the presence of Aeromonas of the A. hydrophila group, using two different isolation methods. One of the methods envolved direct plating on starch-ampicinin agar for the purpose of enumeration and the other one, after enrichment in trypticase-soy broth with ampicillin, for detection, both using 24 hour incubation at 28&#176C. Aeromonas spp. Were detected in 43 (47.8%) samples and their numbers varied from less than 102 up to 2.0x106 CFU/g. The water-cress samples were the ones to show greater numbers of Aeromonas spp. The counts of 9 (21%) of the 43 positive samples exceeded 104 CFU/g, 7 of them consisting of water-cress. The number of water-cress positive samples (70.0%) was significantly higher at 5% than those of lettuce (43.3%) and those of escarole (30.0%). No significant differences were found in relation to positivity for Aeromonas spp. Between both isolation methods used, regarding the lettuce and the water cress samples. On the other hand, with respect to the escarole samples, positivity was significantly superior for the isolation method envolving enrichment. In therms of species level identification, among 143 strains confirmed as being Aeromonas spp., 138 (96.51%) were A, cavia, 4 (2.81%) were A, hvdrophila and 1 (O,7%) was considered as atypical due to its different biochemical profile. The results show that the vegetables examined may represent risk to consumers in terms of presence and numbers of Aeromonas of the A, hvdrophila group.