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Cacao (<i>Theobroma cacao </i>L.) is an ancestrally cultivated crop that has been the source of one of the most beloved commodities, chocolate. Its worldwide demand has shaped the history of its cultivation. In Chapter 1, the center of origin of cacao, its center of domestication, the most outstanding movements of germplasm from the Pre-Columbian to the Republican era, the appearance and discovery of major diseases, among other important economic, agricultural and social aspects regarding cacao cultivation are reviewed. The following chapters focus on one of the major pathogens of cacao in the Americas, <i>Moniliophthora roreri</i> causing frosty pod rot disease. Chapter 2 presents evidence that the center of origin of <i>M. roreri </i>is not limited to the Magdalena Valley in Colombia, as other studies have suggested, but extends to Ecuador and the Peruvian Upper Amazon. Chapter 3 focuses on the <i>A </i>and <i>B </i>mating type loci diversity of <i>M. roreri </i>and reports a new <i>A </i>mating allele in Colombia and new mating types in Colombia, Ecuador and infers the presence of even more mating types in Ecuador and the Peruvian Upper Amazon. Additionally, Chapter 3 introduces rapid approaches to collect <i>M. roreri </i> and to diagnose mating types. Finally, Chapter 4 touches the genomic aspect of <i>M. roreri </i>and its close relatives within the Marasmiineae suborder. It presents the most complete genome of a <i>Moniliophthora </i>species generated so far and describes the evolution of predicted effectors and other proteins that might be involved in pathogenicity in this suborder. It also releases a custom program called SyLOCAL that evaluates synteny of a cluster of genes between two genomes.

Xylella fastidiosa (Xf) é o agente etiológico causador de doenças em uma grande variedade de cultivos de grande importância econômica, causando a c1orose variegada dos citros, uma das doenças mais danosas à indústria de citros no Brasil. Os genomas de algumas cepas deste fitopatógeno foram completamente seqüenciados promovendo assim estudos funcionais do genoma em larga escala. Neste trabalho nós nos propusemos a investigar o perfil de transcrição de Xf através da técnica microarranjos (no título da dissertação microarrays, mas a partir de agora usaremos microaarranjos) de DNA usando todo o genoma do fitopatógeno e cultivando-a sob meio definido variando a concentração de glicose. O objetivo inicial deste trabalho era observar se Xf comportava-se da mesma forma que Xac, que tem a expressão de goma aumentada devido ao aumento da concentração de glicose do meio. Nossas análises revelaram que enquanto os transcritos relacionados à goma não se mostraram afetados com a concentração de glicose, genes que codificam para análogos a Colicina-V e precursores de fimbria foram induzidos em alta concentração de glicose. Baseados nestes resultados, nós propusemos um modelo de mecanismo de produção e defesa contra a Colicina em Xf. / Abstract not available.

Four phytopathogenic fungi were cultivated up to six days in media containing chitooligosaccharide mixtures differing in average DP and FA. The three different mixtures were named Q3 (which contained oligosaccharides ofDP2–DP10, withDP2–DP7 asmain components), Q2 (which contained oligosaccharides of DP2–DP12, with DP2–DP10 as main components) and Q1 (which derived from Q2 and contained oligomers of DP5–DP8 with hexamer and a heptamer as the main components). The novel aspect of this work is the description of the effect of mixtures of oligosaccharides with different and known composition on fungal growth rates. The growth rate of Alternaria alternata and Rhizopus stolonifer was initially inhibited by Q3 and Q2 at higher concentrations. Q1 had a growth stimulating effect on these two fungi. Growth of Botrytis cinerea was inhibited by Q3 and Q2, while Q1 had no effect on the growth of this fungus. Growth of Penicillium expansum was only slightly inhibited by higher concentrations of sample Q3, while Q2 and Q1 had no effect. The inhibition of growth rates or their resistance toward chitooligosaccharides correlated with the absence or presence of chitinolytic enzymes in the culture media, respectively.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Lectinas representam um grupo diversificado de proteÃnas, tanto em termos de tamanho e estrutura, quanto com relaÃÃo Ãs atividades biolÃgicas que desempenham sobre diferentes organismos. A maioria das lectinas tem sido isolada de plantas e algumas podem exercer atividades antifÃngicas marcantes. Este trabalho apresenta o efeito de cinco lectinas estruturalmente relacionadas, as quais foram purificadas, respectivamente, das sementes de Canavalia ensiformis (ConA), C. boliviana (Cbol), C. maritima (ConM), C. brasiliensis (ConBr) e C. gladiata (ConG), sobre o crescimento in vitro dos fungos fitopatogÃnicos Mucor sp., Rhizoctonia solani, Colletotrichum musae e C. lindemuthianum. No sentido de determinar o efeito das lectinas, os esporos fÃngicos foram devidamente isolados, tratados com cada uma das lectinas na concentraÃÃo de 500 &#956;g/mL durante 24 horas e entÃo inoculados para crescimento a 27ÂC em placas de poliestireno de 96 poÃos contendo caldo batata dextrose. O crescimento dos fungos foi avaliado em diferentes tempos atravÃs da determinaÃÃo da densidade Ãptica a 620 nanÃmetros. O controle negativo foi feito com NaCl 0,15 M. No sentido de verificar se o efeito das lectinas sobre o crescimento fÃngico era meramente proteico, os fungos foram crescidos na presenÃa de albumina sÃrica bovina (BSA). Os resultados mostraram que o crescimento de Mucor sp. foi diminuÃdo quando seus esporos foram tratados com ConA. Por outro lado, todas as outras lectinas promoveram o aumento de seu crescimento. Com relaÃÃo Ãs outras espÃcies, observou-se que o crescimento fÃngico à aumentado quando os esporos sÃo tratados com as lectinas. / Lectins represent a diversified group of proteins, both in terms of size and structure, as well as in relation to biological activities that they play on different organisms. Most of lectins have been isolated from plants and some of them can exert remarkable antifungal activities. This work shows the effect of five structurally related lectins, which were purified from the seeds of Canavalia ensiformis (ConA), C. boliviana (Cbol), C. maritima (ConM), C. brasiliensis (ConBr) and C. gladiata (ConG), respectively, on the in vitro growth of phytopathogenic fungi Mucor sp., Rhizoctonia solani, Colletotrichum musae and C. lindemuthianum. In order to determine the effect of lectins, fungal spores were properly isolated, treated with each lectin in a concentration of 500 &#956;g/ml for 24 hours and then inoculated to growth at 27ÂC in 96-well polystyrene plates containing potato dextrose broth. The fungal growth was assessed at different times by measuring the optical density at 620 nanometers. The negative control was performed with 0.15 M NaCl. In order to verify if the effect on fungal growth occurred merely by the presence of protein, the fungi were grown in the presence of bovine serum albumin (BSA). The results showed that the growth of Mucor sp. is decreased when spores were treated with ConA. On the other hand, all the other lectins enhanced its growth. With respect to other species, it was observed that fungal growth is increased when the spores were treated with lectins.

Xylella fastidiosa (Xf) é o agente etiológico causador de doenças em uma grande variedade de cultivos de grande importância econômica, causando a c1orose variegada dos citros, uma das doenças mais danosas à indústria de citros no Brasil. Os genomas de algumas cepas deste fitopatógeno foram completamente seqüenciados promovendo assim estudos funcionais do genoma em larga escala. Neste trabalho nós nos propusemos a investigar o perfil de transcrição de Xf através da técnica microarranjos (no título da dissertação microarrays, mas a partir de agora usaremos microaarranjos) de DNA usando todo o genoma do fitopatógeno e cultivando-a sob meio definido variando a concentração de glicose. O objetivo inicial deste trabalho era observar se Xf comportava-se da mesma forma que Xac, que tem a expressão de goma aumentada devido ao aumento da concentração de glicose do meio. Nossas análises revelaram que enquanto os transcritos relacionados à goma não se mostraram afetados com a concentração de glicose, genes que codificam para análogos a Colicina-V e precursores de fimbria foram induzidos em alta concentração de glicose. Baseados nestes resultados, nós propusemos um modelo de mecanismo de produção e defesa contra a Colicina em Xf. / Abstract not available.

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Xanthomonas citri (X. citri), causador do cancro cítrico, afeta muitas áreas de cultivo de citros com impacto comercial. Transportadores ABC foram relatados como essenciais para a patogênese de X. citri. O gene nrtT codifica a proteína periplasmática responsável pelo suposto transporte de nitrato/nitrito/taurina. Neste trabalho, mostramos que a deleção de nrtT não afeta o crescimento de X. citri, porém reduz e atrasa os sintomas do cancro durante a infecção em folhas de citros. Observamos redução na produção de goma xantana e capacidade de aderência na linhagem mutante. A proteína NrtT foi expressa monomérica e monodispersa. Foram observadas alterações na estrutura secundária e aumento da estabilidade térmica de NrtT na presença de MOPS, indicando ser este um possível ligante de NrtT. A proteína PotF descrita como ligadora de putrescina não sofre alteração significativa na estabilidade térmica na presença de putrescina, entretanto, dados de SAXS mostram alterações na estrutura possivelmente decorrentes da ligação com putrescina. / Xanthomonas citri (X. citri), which causes citrus canker, affects many citrus growing areas with commercial impact. ABC transporters have been reported as essential for the pathogenesis of X. citri. The nrtT gene encodes the periplasmic protein responsible for the alleged transport of nitrate/nitrite/taurine. In this work, we show that nrtT deletion does not affect the growth of X. citri, but delays and reduces the symptoms of cancer during infection of citrus leaves. We observed a reduction in the production of xanthan gum and adhesion capacity in the mutant strain. The NrtT protein was expressed monomeric and monodisperse. There were changes in the secondary structure and increased thermal stability NrtT in the presence of MOPS, indicating that this was a possible binder NrtT. The PotF protein described as putrescine-binding is not significantly altered thermal stability in the presence of putrescine, however, SAXS data shows changes in the structure possibly resulting from connection with putrescine.

As proteínas inibidoras de poligalacturonases (PGIPs) presentes na parede celular são capazes de limitar o potencial destrutivo da poligalacturonase (PG) fúngica e, assim, constituem um tipo importante dentre os diversos sistemas de defesa do tecido vegetal frente à infecção fúngica. No mamão, o ataque fitopatogênico é o principal causador de danos pós-colheita, e sua alta susceptibilidade pode estar relacionada com a baixa eficácia ou pouca abundância dos meios de defesa anti-fitopatogênica. Uma vez que isso pode estar relacionado com as PGIPs e nada se conhece sobre o papel dessas proteínas nesse fruto, o objetivo do trabalho foi clonar os genes das PGIPs de mamoeiro e definir seu padrão de expressão em diferentes órgãos e tecidos e ao longo do amadurecimento. Para tanto, foram identificadas no genoma do mamoeiro, a partir de critérios que definem a identidade de uma PGIP, duas prováveis sequências dentre 13 candidatas iniciais. Ambas foram clonadas a partir das sequências genômicas e de cDNA, sequenciadas e sua identidade confirmada, sendo denominadas Cppgip4 e Cppgip6. As análises de expressão relativa em diversos tecidos e idades fisiológicas do mamoeiro demonstraram que os dois genes apresentaram diminuição da expressão com o desenvolvimento dos frutos, sendo que com a polpa apresentou redução dos níveis de expressão relativa de Cppgip4 em até 18 vezes dos 30 dias pós-antese (DPA) ao 9 dias pós-colheita (DPC). Na casca também houve redução significativa da expressão com o desenvolvimento. Para a expressão absoluta, nos frutos, sementes, caules, raízes e folhas, o número de cópias de ambos os transcritos decresceu com o desenvolvimento, sendo cerca de cem mil vezes mais abundante para Cppgip6 que para Cppgip4. As tentativas de expressão de proteínas recombinantes em Pichia pastoris não geraram resultado positivo, provavelmente em virtude das condições ideais de indução ainda não terem sido estabelecidas corretamente para o ensaio. A atividade de PGIPs extraídas diretamente do tecido foi medida por análise de difusão em ágar empregando pectinase de Aspergillus niger e revelou uma tendência à diminuição da porcentagem de inibição à medida que os frutos se desenvolveram, em concordância com os resultados da análise por qPCR. O conjunto de resultados sugere que a expressão varia com o estádio de desenvolvimento do fruto e é tecido-específica, possivelmente em resposta à diferente susceptibilidade dos tecidos ao ataque fitopatogênico, indicando que menores níveis de transcritos e atividade no amadurecimento, período de maior susceptibilidade, poderiam sinalizar para a regulação do processo degradativo marcando o início da senescência. / Polygalacturonase inhibiting proteins (PGIPs) present in plant cell walls are able to inhibit the destructive action of fungal polygalacturonase (PG). In this way, they constitute an important type of plant defense system against fungal infections. In papaya fruit, the pathogenic attack is the main cause of post harvesting loss, and its high susceptibility may be related to the low efficiency or low abundance of anti-phytopathogenic defense. Since this fact could be related to PGIPs expression and little is known about the response of these proteins in the fruit, the aim of the present work was to clone the genes of PGIPs papaya fruit and set their expression pattern in different organs and tissues throughout fruit ripening. Thus, two probable PGIP sequences among 13 initial candidates were identified in the papaya genome by using specific criteria. Both sequences were cloned from cDNA and genomic samples, sequenced and confirmed its identity, and then being named Cppgip4 and Cppgip6. Analysis of relative expression in various tissues at different physiological stages demonstrated that both genes were down regulated during fruit development. The relative expression levels of Cppgip4 in papaya pulp was reduced by 18 times from the 30 days post-anthesis (DPA) to the 9 days post-harvest (DPH). Similarly, gene expression in papaya peel was significant down regulated during fruit development. Absolute expression analysis revealed gene expressions in the fruit pulp, seed, stem, root and leaf were also down regulated within development. Moreover, Cppgip6 gene expression was a hundred thousand times more abundant than Cppgip4. The recombinant protein expression in Pichia pastoris did not result positive, probably because of the ideal conditions of induction have not been properly established the yet. The activity of PGIPs extracted directly from the tissue was measured by the agar diffusion assay using pectinase from Aspergillus niger and showed decrease of inhibition during fruit developed in accordance with the results of the qPCR analysis. Based on the results it is possible to suggest the expression of these genes varies temporally with the developmental stage of the fruit and is tissue-specific, possibly in response to the different susceptibility of tissues to pathogenic attack. In addition, the lowest levels of PGIP expression were achieved at the fruit ripening, when the susceptibility to fungal infection is high and could signal for regulating the degradation process characterized by the onset of senescence.