Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv. / Härtill 4 uppsatser.

Orientador: Maria Ligia Rodrigues Macedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T18:07:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_Walcianeda_M.pdf: 828879 bytes, checksum: 887dfe68d9499873f1fa12e23a404abd (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Insetos fitopatógenos e outros animais utilizam enzimas digestivas tais como as amilases e proteases para processar nutrientes obtidos de plantas necessários ao seu desenvolvimento. A broca-da-cana Diatraea saccharalis é a principal praga da cana-de-açúcar no Brasil e em outros países da América do Sul. Plantas sintetizam uma variedade de moléculas incluindo inibidores de proteinases (IPs) para se defenderem contra o ataque de insetos. Os IPs são polipeptídios hábeis em se ligar às enzimas proteolíticas localizadas no intestino médio dos insetos, tornando-as inativas por inibição competitiva. Esse processo leva a uma redução da disponibilidade de aminoácidos para a síntese protéica, e desta maneira, uma redução no crescimento e desenvolvimento. A predominância de enzimas digestivas do tipo serino-proteinases na broca-da-cana motivou a descoberta de IPs com a capacidade de reduzir seu processo digestivo. Neste trabalho, um inibidor purificado das sementes de Adenanthera pavonina ¿ ApTI foi utilizado em bioensaios, e sua atividade tóxica sobre D. saccharalis foi determinada. A ingestão de ApTI resultou em uma redução significativa na sobrevivência e peso larval. Para examinar o efeito da proteína sobre o inseto, a atividade das proteinases intestinais das larvas que se alimentaram em dieta livre do inibidor e alimentadas em dieta contendo o inibidor a 0,05% foi comparada através de ensaios enzimáticos e eletroforese em géis de atividade enzimática. As larvas de quarto ínstar alimentadas em dieta contendo ApTI apresentaram uma diminuição na atividade tríptica do intestino e das fezes, confirmado por ensaios enzimáticos e na eletroforese de atividade. Os resultados de utilização da dieta apresentaram redução na eficiência de conversão do alimento ingerido (ECI) e do alimento digerido (ECD) e aumento no custo metabólico (CM). Além disso, a atividade tríptica das larvas que se alimentaram em dieta com ApTI foi sensível à inibição por ApTI. Esses resultados sugerem que ApTI possui efeitos anti-metabólicos quando ingeridos por D. saccharalis / Abstract: Phytophatogous insects and other animals use digestive enzymes, such as amylases and proteinases to process the nutrients obtained from the plants necessary for their development. The sugarcane borer Diatraea saccharalis is the major pest of sugarcane in Brazil and other South American countries. Plants synthesize a variety of molecules, including proteinase inhibitors (PIs), to defend themselves against attack by insects. PIs are polypeptides that are able to bind to insect midgut proteolytic enzymes, rendering them inactive by competitive inhibition. This process leads to a limitation of essential amino acids in protein synthesis, and thus, to reduction in growth and development. The predominance of sugarcane-borer digestive serine proteinases has motivated the discovery of PIs with the ability to reduce the digestion process. In this report, the pure inhibitor from seeds of Adenanthera pavonina ¿ ApTI was used in bioassay and its toxic activity on D. saccharalis was determined. The ingestion of ApTI did result in a significant reduction in larval survival and weight. To examine the protein effects on insect, the midgut proteinases of D. saccharalis larvae reared on artificial PI-free diet and on a diet containing ApTI at 0.05% were compared by using enzymatic assays and polyacrilamide gel electrophoresis. The fourth instar larvae reared on diet containing ApTI showed a decrease in tryptic activity of gut and faeces, as confirmed by enzymatic assays and by polyacrilamide gel eletrophoresis. The results from dietary utilization experiments realized with D. saccharalis larvae presented a reduction in efficiency of conversion of ingested food (ECI) and digested food (ECD) and an increase in metabolic cost (CM). In addition, the tryptic activity in ApTI-fed larvae was sensitive to ApTI. These results suggest that ApTI have a potential antimetabolic effect when ingested by D. saccharalis / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

A existência de uma família gênica diversa de serino proteinases em Lepidóptera sugere que essas proteinases desempenham um papel importante na adaptação desses insetos à presença de inibidores de proteinases vegetais. Essas enzimas têm se revelado estarem envolvidas no processo digestivo de larvas de insetos. Larvas de Spodoptera frugiperda foram alimentadas com uma dieta suplementada com inibidor de proteinase de soja (IPS) e a expressão gênica de proteinases intestinais foi avaliada através de PCR em tempo real. Análises de transcrição anteriores mostraram a existência de dois grupos de serino proteinases: um grupo de genes constitutivamente expressos em larvas controle que é induzido pela dieta contendo IPS e um segundo grupo que está ausente no controle, mas que é também induzido por uma dieta rica em IPS. No presente trabalho foi observado um terceiro grupo de proteinases que não são nem induzidas nem reprimidas pela presença do IPS na dieta. Essa observação sugere que a adaptação de S. frugiperda ao IPS envolve a síntese de novas proteinases, a indução de enzimas preexistentes e ainda um terceiro grupo insensível à presença dos inibidores. Proteinases dos intestinos de larvas crescidas em dieta com IPS mostraram insensibilidade ao inibidor. As proteinases também foram insensíveis quando a atividade foi verificada com um inibidor de proteinases de amplo espectrum. Os resultados aqui apresentados propõem que a adaptação de S. frugiperda ao IPS segue uma estratégia generalizada, baseada na indução geral de um grande grupo de endoproteinases. / The existence of a diverse serine proteinase gene family in lepidopteran insects has suggested its significant role in the insect adaptation to plant proteinase inhibitors. These enzymes have been shown to be involved in the proteolytic digestion process of insect larvae. Spodoptera frugiperda larvae were fed on a diet supplemented with soybean proteinase inhibitor (SPI) and the gene expression of intestinal proteinases was evaluated by real time PCR. Previous transcription analyses found two groups of intestinal serine proteinases: one group of genes constitutively expressed in the control larvae that is induced by the SPI-containing diet during the experiment, and a second group that is absent in the control but also induced by the SPI rich diet. Herein was observed a third group of proteinases that are neither induced nor repressed by the presence of SPI in the diet. This observation suggests that adaptation of S. frugiperda to SPI involves de novo synthesis, up regulation of existing enzymes and that there is a third group insensitive to the presence of the inhibitors. Proteinases from intestines of larvae reared on a diet with SPI showed insensitivity to the inhibitor. The proteinases were also insensitive when the activity was checked with a broad-spectrum potato proteinase inhibitor. The results here presented propose that adaptation of S. frugiperda to SPI follows a \"shotgun\" approach, based on a general up regulation of a large set of endoproteinases.

Úlceras indolentes são úlceras corneais superficiais, espontâneas, que apresentam curso prolongado e que tendem a recidivar. Comumente observadas em cães de meia idade, da raça Boxer, provoca dor de início agudo e necessita de tratamento específico, já que este, quando não realizado de forma correta, pode prolongar o curso da lesão por semanas a meses. A doença é explicada por diversas alterações da superfície ocular. Com o objetivo de avaliar a eficácia dos tratamentos ambulatoriais preconizados no Serviço de Oftalmologia do Hospital Veterinário da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo (HOVET-FMVZ-USP), e as principais considerações observadas no levantamento dos prontuários, realizou-se estudo retrospectivo dos casos atendidos entre os anos de 1997 e 2008. Segundo os resultados, observou-se que a maioria dos cães da raça Boxer apresentaram úlcera indolente, distrofia corneal e catarata; que as úlceras indolentes foram mais frequentemente observadas em fêmeas de meia idade e que a maioria dos proprietários demoraram mais de 15 dias para levar seus animais ao HOVET-FMVZ-USP; que as alterações oculares mais frequentemente referidas pelos proprietários foram o blefarospasmo, olho vermelho e a secreção; que as principais características das lesões observadas após o exame oftalmológico foram que a maioria das úlceras eram transparentes, apresentando epitélio não aderido ou com algum grau de vascularização; unilaterais, mais frequentemente observadas no olho direito; de aparecimento espontâneo e localizadas no centro da córnea. Quanto ao tratamento, observou-se que os inibidores das proteinases foram as medicações mais frequentemente prescritas e que sua administração não interferiu no tempo de cicatrização corneal ou na formação de granuloma. Vitamina C, apesar de ter prolongado de maneira significante o tempo de cicatrização corneal, reduziu a inflamação, consideração observada pela diminuição da presença de granuloma. Debridamento/cauterização corneal, além de não interferir na formação de granuloma, acelerou, significativamente, o processo de cicatrização. A antibioticoterapia e a administração de Atropina 1 % não interferiu no tempo de cicatrização, mas se relacionaram diretamente, de forma estatisticamente significante, à presença de granuloma. O uso de anti-inflamatórios tópicos e sistêmicos também não interferiu no tempo de cicatrização, mas diminuíram, de maneira significante, a presença de granuloma nos cães em que foram administrados. Observou-se também que a não administração de atropina 1 %, antibióticos e anti-inflamatórios não interferiu no tempo de cicatrização, nem na formação de granuloma; que o tempo de alteração ocular, antes da primeira consulta e as características das lesões não interferiram, de maneira relevante, no tempo de cicatrização corneal. Portanto, conhecer os diversos tipos de tratamento se mostra fundamental para o sucesso da resolução da doença, já que este deve ser específico, realizado de forma cautelosa e por tempo indeterminado, cuidando para que a lesão não progrida e promovendo o retorno da transparência corneal. / Indolent ulcers are superficial corneal ulcers that occurs spontaneously, presents prolonged course and tend to relapse. Commonly observed in middle-aged Boxer dogs, causes pain of acute onset and requires appropriate treatment. The disease is explained by several changes on the corneal surface. Aiming to assess the effectiveness of clinical treatments, recommended by the Ophthalmology Service of the Veterinary Hospital, of the Veterinary College, of the University of São Paulo (HOVET-FMVZ-USP) and to evaluate major considerations registered on its medical records, a retrospective study was conducted (1997 2008). Results demonstrated that, during studied period: most Boxer dogs presented indolent ulcers, corneal dystrophy and cataracts; indolent ulcers were frequently observed in middle-aged female Boxers and most owners took more than 15 days to bring their animals to the hospital; blepharospasm, red eye and ocular discharge were the most owner´s referred ocular alterations at the primary consultation; main features of examined lesions were transparent ulcers presenting non adherent epithelium and/or some degree of vascularization; unilateral, often observed at the right eye, of spontaneous onset and located at the center of the cornea. Regarding treatment, proteinase inhibitors were the most often prescribed medications; its administration did not affect corneal healing or granuloma formation. Vitamin C prolonged, significantly, the corneal healing time, although, its administration reduced its inflammation, observed by the decrement on the granuloma frequency. Corneal debridement / cauterization, did not interfere on granuloma formation and was capable to accelerate, significantly, the healing process. Antibiotics and 1 % atropine did not affect the healing time, but were statistically related to the presence of granuloma. Topical and systemic antiinflammatories did not interfere at the healing time, but decreased, significantly, the presence of granuloma. Not to administer atropine 1%, antibiotics and antiinflammatories, did not interfere at the corneal healing time nor the formation of granuloma. Duration period of ocular alterations before the first consultation and characteristics of the lesions did not interfere at the corneal healing time. Therefore, to know the various types of treatments seems to be fundamental to the resolution of the indolent ulcer, as treatment must be specific, performed cautiously and for indefinitely period, preventing the progression of the lesion, and promoting the return of corneal transparency.

Orientador: Maria Lígia Rodrigues Macedo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T06:33:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dantzger_Miriam_D.pdf: 2351280 bytes, checksum: b2da4015dedd7611bbce146ad9143d6f (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os inibidores de proteinases extraídos de plantas têm se mostrado promissores como um método alternativo no combate aos insetos-pragas. Neste estudo, um inibidor de peptidase foi isolado de sementes de Clitoria fairchildiana (Papilionoideae), denominado CFPI, caracterizado funcional e estruturalmente e sua atividade inseticida foi avaliada. CFPI foi purificado por exclusão molecular, seguido por coluna de interação hidrofóbica e apresentou um pico majoritário com atividade inibitória após ter sido submetido à filtração com alta resolução. Estudos cinéticos realizados com CFPI purificado mostraram uma atividade inibitória do tipo competitiva contra tripsina e quimotripsina bovinas, com uma estequiometria de inibição de 1:1 para ambas as enzimas. A constante de inibição de CFPI contra tripsina e quimotripsina bovinas foram 3,3 x 10-10 e 1,5 x 10-10 M, respectivamente, revelando uma forte capacidade de ligação. Eletroforese em SDS-Page mostrou que CFPI possui uma única cadeia polipeptídica, com uma massa molecular aparente de 15 kDa, sob condições não redutoras. Entretanto, o inibidor apresentou uma massa acurada de 7973 Daltons determinada por MALDI-TOF, sugerindo que CFPI forme dímeros em solução. Essa característica, aliada à estequiometria de inibição para tripsina e quimotripsina, à constante de inibição (Ki) para ambas as enzimas e ao sequenciamento e alinhamento N-terminal, permitiram classificar CFPI como membro da família Bowman-Birk de inibidores. O inibidor manteve-se estável ao aquecimento progressivo por 30 min a cada temperatura, variando de 37 até 100 ?C e a análise de dicroísmo não mostrou mudanças no espectro a 207 nm após aquecimento à 90 ?C e subsequente resfriamento. Além disso, CFPI mostrou atividade sobre uma ampla faixa de pH (2-10). Em contraste, a redução de CFPI com DTT resultou em perda de atividade inibitória contra tripsina e quimotripsina. CFPI exibiu atividade inibitória considerável contra enzimas tripsinas de Anagasta kuehniella (76%), Diatraea saccharalis (59%) e Heliothis virescens (49%). Suas propriedades inseticidas foram confirmadas a partir do impacto negativo causado no crescimento de A. kuehniella e C. cephalonica. O inibidor exerceu efeito antinutricional sobre A. kuehniella tanto na geração F0 como em F1 / Abstract: Proteinase inhibitors isolated from plants have shown a promising alternative method against insect pests. In this study, a proteinase inhibitor was isolated from Clitoria fairchildiana seeds (CFPI). CFPI was functional and structurally characterized and its insecticidal activity was evaluated. CFPI was purified by molecular exclusion, following by hydrophobic interaction column and showed a majoritarian peak with inhibitory activity after high resolution filtration gel column. Kinetic studies of the purified inhibitor showed a competitive¿type inhibitory activity against bovine trypsin and chymotrypsin, with an inhibition stoichiometry of 1:1 for both enzymes. The inhibition constants against trypsin and chymotrypsin were 3.3 ×10?10 and 1.5 × 10?10 M, respectively, displaying a tight binding property. SDS¿PAGE showed that CFPI has a single polypeptide chain with an apparent molecular mass of 15 kDa under non¿reducing conditions. However, MALDI¿TOF analysis demonstrated a molecular mass of 7.973 Da, suggesting that CFPI forms dimers in solution. This feature, combined with the stoichiometry of inhibition for trypsin and chymotrypsin, the inhibition constant (Ki) for both enzymes and the N-terminal sequencing, allowed classifying CFPI as a member of Bowman-Birk family inhibitors. CFPI remained stable to progressive heating for 30 min to each temperature range of 37 up to 100 °C and CD analysis exhibited no changes in spectra at 207 nm after heating at 90 °C and subsequent cooling. Moreover, CFPI was active over a wide pH range (2¿10). In contrast, reduction with DTT resulted in a loss of inhibitory activity against trypsin and chymotrypsin. CFPI also exhibited remarkable inhibitory activity against larval midgut trypsin enzymes from Anagasta kuehniella (76%), Diatraea saccharalis (59%) and Heliothis virescens (49%). Its insecticidal properties were further analysed by bioassays and confirmed by negative impact on growth of A. kuehniella and C. cephalonica. The inhibitor exhibited antinutritional effect on A. kuehniella in the F0 and F1 generations / Doutorado / Bioquimica / Doutora em Biologia Funcional e Molecular

M.Sc. / Proteinases are involved in many cellular reactions involving protein degradation, such as degradation of storage proteins and protein degradation during senescence processes. Their action can be inhibited by proteinase inhibitors. Information is still limited about the regulation of these inhibitors in plants and their possible interaction with proteinases under stress conditions. To obtain a better understanding of the physiological role of a proteinase inhibitor in plants under stress, the expression of a papaya cysteine proteinase inhibitor (cystatin) and its relation to proteinase expression was investigated in more detail. For this purpose, expression of the inhibitor was studied in papaya plants exposed to different physiological stress conditions, such as high/low temperature, and treatment with selected chemicals, such as glutathione, OTC (L-2- Oxothiazolidine-4-carboxylate), bestatin ([(2S, 3R)-3-amino-2-hydroxy-4-phenyl butanoylj-L-leu) and 2.4-D (2,4-dichiorophenoxyacetic acid). Using detection tools like activity gel electrophoresis, immunoblotting and enzymatic assays, the production of the cystatin under stress was monitored in different papaya explants, such as roots, leaves and embryos. Inhibitor production increased under different stress conditions when compared to untreated controls. However, this increase was not dramatic in any of the stresses applied. Exact quantification of the increase by using immunoblotting as the only specific tool to determine cystatin expression, was difficult. Neither activity gel electrophoresis nor enzymatic assays were successful to further quantify the exact cystatin levels. Higher cystatin expression was accompanied with a decrease in proteinase activity. Transgenic tobacco plants carrying the gene for a rice cystatin had a significantly lower cysteine proteinase activity when compared to non-transgenic tobacco plants after prolonged cold stress. Furthermore, protein degradation and leaf yellowing as a consequence of cold treatment were prevented in transgenic plants. An attempt to obtain a transformed papaya plant to study silencing of cystatin expression under stress was unsuccessful. In this study, the protective role of a cystatin in cold stress was described for the first time.

The cyst nematode, Globodera tabacum tabacum Behrens, and the parasitic angiosperm, Egyptian broomrape, Orobanche aegyptiaca Pers., are obligate root parasites that cause severe yield and quality loss of many important crop hosts. Although these represent two diverse classes of parasites, they have significant similarities in the modes of parasitism and complex interactions with their hosts. Conventional control methods have had limited success in controlling these parasites. The overall objective of this research was to engineer resistance to the cyst nematode and Egyptian broomrape by expressing genes encoding parasite specific toxins under the control of parasite-responsive promoters using tobacco (Nicotiana tabacum L. cv. Xanthi). For nematode resistance, an anti-feeding strategy was employed utilizing the tomato proteinase inhibitor I (PI-I) gene as a nematode specific toxin. Transgenic tobacco plants were generated that expressed genes encoding an intracellarly retained or secreted form of tomato PI-I under the control of the nematode-inducible promoter, derived from tomato (Lycopersicon esculentum L.) Hmg2 gene. Our goals were to determine the effectiveness of local PI-I expression on nematode resistance and to determine if intracellular or extracellular PI-I deposition enhances resistance. Two constructs were generated that contained either the coding region of the tomato PI-I gene, lacking the signal sequence (EM1), or the coding region of PI-I including the signal sequence (EM2), fused to the nematode-responsive Hmg2 promoter. Transgenic PI-I plants were inoculated with G. t. tabacum cysts and evaluated for nematode interactions. Our results suggest that local expression of intercellular of PI-I significantly reduced cyst production when compared to the nontransformed controls. For broomrape resistance, a well characterized R/avr gene pair, the tobacco N resistance gene and the tobacco mosaic virus replicase (TMV) gene, was utilized to create novel gene-for-gene resistance via a N gene-mediated hypersensitive response (HR) to limit broomrape parasitism. The bean (Phaselous vulgaris L.) chalcone synthase 8 (CHS8) promoter has been characterized as a broomrape–responsive promoter. We introduced the CHS8:TMV replicase gene construct into tobacco plants that contains an endogenous N gene. Transgenic tobacco plants were inoculated with O. aegyptiaca seeds and monitored for parasite attachment and development. The expression of the TMV replicase leads to a significant reduction in broomrape parasitism. These genetic engineering strategies show promise in enhancing resistance to these destructive parasites. / Ph. D.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 584816 bytes, checksum: f4330ebbc024b36a1ab766369b97b738 (MD5) Previous issue date: 2008-07-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Plants previously attacked by herbivores may have their defense system activated. The defense forms may occur by different routes. Some of the unleashed routes take place right after the herbivory, when the plant starts responding in an indirect way through the production of volatile substances attractive to natural enemies of the infesting phytophagous. Another route would be the direct response from the plant through the synthesis of proteinase inhibitors produced post-injury, which can affect the development and growth of the infesting phytophagous. The plants can present specificity in the induced responses, that is, the defenses may intimidate a subsequent herbivory; however, in some cases the re- infesting species do not have their performance affected. Recent studies have shown resistance mechanisms in plants of commercial interest against the attack of pests. Strawberry plants which are cultivated in large scale in Brazil have suffered serious damage by the two spotted mite Tetranychus urticae, which is a primary pest for the culture. Therefore, the present study had as an aim to study induced direct resistance in strawberry plants (Fragaria x ananassa Duch.) upon the population dynamics of the two-spotted mite T. urticae. In the experimental studies clean strawberry plants (control), plants that were mechanically injured as well as plants pre-infected with the two-spotted mite T. urticae were used. In order to determine the proteinase inhibitors, samples of each treatment were used. Based on these methods, in test 1 the hypothesis that the pre-infestation of T. urticae would induce the production of proteinase inhibitors reducing the population growth of their co-specifics was tested. In test 2, the specificity of the defensive compounds was studied, testing then the hypothesis that the pre- infestation of T. urticae would induce the production of proteinase inhibitors which would affect the development of red mite Tetranychus mexicanus, a species of spider mite that also occur in strawberry plants. In test 3, the hypothesis that the infestation by T. urticae in the mother strawberry plants would induce the production of proteinase inhibitors and these would be translocated through stolons unt il the strawberry runners injuring the development of T. urticae in these daughter plants was tested. According to the results a smaller number of individuals of T. urticae were found in plants previously infected with the co-specific. The spider mite T. mexicanus did not have its development affected by the induced response due to the pre-infestation of T. urticae. The plant response had contrasting effect to T. mexicanus, apparently the induced defenses in strawberry plants do not act in reinfestations of hetero-specifics, ate least for T. mexicanus. The population growth of T. urticae was also smaller in the strawberry runners of strawberry plants. The induced defense by T. urticae in mother strawberry plants presented systemic defense signals through the stolon, affecting the performance of the phytophagous of the strawberry runners. In the results of the concentrations of proteinase inhibitors, one could verify that they varied among the treatments in the experiments, but were not correlated to phytophagous performance. Possibly, other phytochemicals compounds produced by the plants might be involved in the induced responses by T. urticae. These results support the hypothesis that the plants that present direct defense can reduce the performance of co-specific phytophagous in the following generation. / Plantas previamente atacadas por herbívoros podem ter o seu sistema de defesa ativado. As formas de defesa podem ocorrer por diferentes rotas. Algumas das rotas desencadeadas ocorrem logo após a herbivoria, quando a planta passa a responder de forma indireta através da produção de substâncias voláteis atrativas aos inimigos naturais dos fitófagos infestantes. Uma outra rota seria a resposta direta da planta através da síntese de inibidores de proteases produzidos após a injúria, o que pode afetar o desenvolvimento e crescimento de fitófagos infestantes. As plantas, por sua vez, podem apresentar especifidade nas respostas induzidas, ou seja, as defesas podem intimidar a herbivoria posterior, porém em alguns casos as espécies re- infestantes não tem o desempenho afetado. Estudos recentes têm demonstrado mecanismos de resistência em plantas de interesse comercial contra o ataque de pragas. Plantas de morangueiro que são cultivadas em larga escala no Brasil têm sofrido sérios danos pelo ácaro-rajado Tetranychus urticae, que é praga primária para a cultura. Desse modo, o presente estudo teve como objetivo estudar a resistência induzida direta em plantas de morangueiro (Fragaria x ananassa Duch.) sobre populações de T. urticae. Nos estudos experimentais foram utlizadas plantas de morangueiro limpas (controle), plantas injuriadas mecanicamente e plantas pré-infestadas por T. urticae. Para determinação dos inibidores de proteases foram utilizadas amostras de folhas limpas de cada tratamento. Baseado nestes métodos, testou-se no ensaio 1 a hipótese de que a pré-infestação de T. urticae induziria a produção de inibidores de proteases reduzindo o crescimento populacional de seus coespecíficos. No ensaio 2, estudou-se a especificidade dos compostos defensivos, testando a hipótese de que a pré-infestação de T. urticae induziria a produção de inibidores de proteases que afetariam o desenvolvimento do ácaro-vermelho Tetranychus mexicanus, uma espécie de ácaro que também ocorre em morangueiro. No ensaio 3, foi testada a hipótese de que a infestação por T. urticae nas plantas matrizes de morangueiro induziria a produção de inibidores de proteases e estes seriam translocados através dos estolões até as plantas-filhas prejudicando o desenvolvimento de T. urticae nestes propágulos. De acordo com os resultados, menor número de indíviduos de T. urticae foram encontrados em plantas previamente infestadas com o coespecífico. O ácaro T. mexicanus não teve seu desenvolvimento afetado pela resposta induzida decorrente da pré-infestação de T. urticae. A resposta da planta teve efeito contrastante a T. mexicanus , aparentemente as defesas induzidas em morangueiro não atuam em re-infestações de heteroespecíficos, pelo menos para T. mexicanus. O crescimento populacional de T. urticae também foi menor nos propágulos de morangueiro. A defesa induzida por T. urticae em plantas matrizes de morangueiro apresentou sistemicidade, através do estolão, afetando o desempenho dos fitófagos nos propágulos. Nos resultados das concentrações de inibidores de proteases, verificou-se em geral, que as mesmas variaram entre os tratamentos nos experimentos, mas não foram correlacionados ao desempenho dos fitófagos. Possivelmente, outros compostos fitoquímicos produzidos pelas plantas estejam envolvidos nas respostas induzidas por T. urticae. Estes resultados suportam a hipótese de que as plantas que apresentam defesa direta podem reduzir o desempenho de fitófagos coespecíficos na geração seguinte.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Aranhas do gênero Loxosceles, são responsáveis por acidentes em todo o mundo, com grande importância clínica no Sul do Brasil. Os venenos destas aranhas são compostos por diversas toxinas, entre elas proteínas, responsáveis pelo quadro conhecido como loxoscelismo. No intuito de descrever o perfil transcricional da glândula produtora de veneno da aranha Loxosceles intermedia geramos uma biblioteca de cDNA bastante ampla e seus transcritos foram funcionalmente caracterizados. Após o processamento inicial das sequências, 1.843 ESTs (Expressed Sequence Tags) apresentavam qualidade suficiente para as análises posteriores. Estas sequências foram montadas em 538 clusters, sendo que 281 eram singletons. Após análises de similaridade, mais de 50% das ESTs demonstraram algum grau de semelhança com proteínas conhecidas. As análises de similaridade também demonstraram que os transcritos que codificavam para toxinas, perfaziam 43% de todas as sequências e abrangem uma parte significativa das ESTs. As toxinas mais frequentes foram anotadas como pertencentes à família LiTx de toxinas inseticidas. As fosfolipases-D e as metaloproteases semelhantes à astacinas perfazem, cada uma, cerca de 9% do total de transcritos. Componentes tóxicos tais como inibidores de serino-proteases, hialuronidase e proteínas alergênicas foram também identificadas, porém com menor representação. Quase 10% das ESTs codificam para proteínas envolvidas em processos celulares. O presente trabalho descreve também as etapas para clonagem, expressão heteróloga e purificação de um transcrito semelhante a um inibidor de serino-protease, identificado na biblioteca de cDNA. É sabido que proteínas desta família apresentam um grande potencial de aplicação como drogas antitrombóticas, atuando como agentes terapêuticos que influenciam a atividade de fatores de coagulação. Esses dados fornecem uma visão global do perfil de expressão da glândula de veneno de L. intermedia, revelam diferenças significantes entre venenos de aranhas do gênero Loxosceles e descrevem a produção de uma nova toxina recombinante. / Loxosceles genus spiders are responsible for accidents all over the world and have clinical importance in the South of Brazil. The venom of these spiders is made up of several toxins, including proteins, which are responsible for the clinical pattern called loxoscelism. To describe the transcriptional profile of the L. intermedia venom gland, we generated a wide cDNA library, and its transcripts were functionally and structurally analyzed. After initial analyses, 1,843 ESTs produced readable sequences that were grouped into 538 clusters, 281 of which were singletons. Nine hundred eighty-five reads (53% of total ESTs) matched to known proteins. Similarity searches showed that toxinencoding transcripts totalize 43% of the total library and comprise a great number of ESTs. The most frequent toxins were from the LiTx family, which are known for their insecticidal activity. Both phospholipase-D and astacin-like metalloproteases toxins account for approximately 9% of total transcripts. Toxins components such as serine proteases, hyaluronidases and venom allergens were also found but with minor representation. Almost 10% of the ESTs encode for proteins involved in cellular processes. This work also describes the stages for cloning, heterologous expression and purification of a cDNA similar to a protease inhibitor identified in the cDNA library. It is known that proteins belonging to this family have an application potential as antithrombotic drugs, acting as therapeutic agents that influences the activity of coagulation factors. These data provide an important overview of the L. intermedia venom gland expression scenario, revealed significant differences from profiles of other spiders from the Loxosceles genus and describe the production of a novel recombinant toxin. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Com o intuito de gerar subsídios para melhoria do processo de produção de Metarhizium anisopliae, o presente estudo teve como principais objetivos, determinar os efeitos de inibidores de proteinases de soja no crescimento vegetativo, esporulação e virulência do fungo e comparar a produção, viabilidade e virulência dos conídios produzidos em diferentes tipos de arroz e aditivos. A adição de 5 g.L-1 de inibidores de proteinases semi-purificados de soja ou 0,5 g.L-1 de inibidor purificado do tipo Kunitz no meio de cultura ME resultou em grande aumento na esporulação (de duas a 75 vezes) sem afetar a viabilidade dos conídios de quatro isolados (ESALQ-1037, IBCB348, E9, F20) de M. anisopliae. A presença destes inibidores de proteinases também alterou a morfologia dos conídios produzidos em ME. Os mecanismos responsáveis por estas alterações fisiológicas não foram determinados, mas provavelmente estejam associados à ação anti-nutricional, diminuindo a absorção protéica e estimulando a esporulação. Os conídios produzidos no meio com adição de 0,5 g.L-1 de inibidor de proteinase do tipo Kunitz ou com 2,5 g.L-1 de albumina de soro bovino e no meio BDA apresentaram virulência superior aos conídios produzido no meio ME sem inibidores. Quando o inibidor de proteinase do tipo Kunitz foi adicionado à suspensão de conídios do fungo antes da pulverização de lagartas de Diatraea saccharalis, a eficiência de controle foi 35,1%, inferior ao apresentado pelos demais tratamentos sem a presença deste inibidor. Nos estudos para determinação dos melhores tipos de arroz para produção de M. anisopliae, tentou-se correlacionar à produção de conídios com características destes substratos como valor nutricional, teor de resíduos de agrotóxicos e densidade de microorganismos. O arroz parboilizado foi responsável pela maior produção de conídios (4,38 x 109 conídios.g-1). Este tipo de arroz apresentou teor de proteína bruta menor do que a maioria dos arrozes e o maior teor de umidade (41,3% após a autoclavagem). Além disto, os grãos após autoclavagem ficaram menos gelatinosos e mais soltos, o que facilita o processo de produção do fungo. Enquanto que os arrozes dos tipos brancos polidos, canjicão e integral ficaram pegajosos e formaram grumos, o que provavelmente deve acarretar em menor superfície de desenvolvimento para o fungo. O segundo melhor arroz, o canjicão, com produção de 3,42 x 109 conídios.g-1, teve a maior quantidade de fungos contaminantes nos grãos crus. Quantidades intermediárias de conídios foram produzidas pelos arrozes branco polido irrigado, de terras altas e orgânico. O integral foi o que resultou na menor quantidade de conídios (1,53 x 109 conídios.g-1), sendo o mais rico em minerais, proteína bruta e extrato etéreo. Nenhum dos aditivos (farelo de soja, grãos de soja partidos, extrato de soja, peptona de soja, inibidores de proteinases de soja semipurificados e purificado do tipo Kunitz, polpa cítrica e levedura) resultou em aumento na produção de conídios em comparação com o arroz parboilizado sem aditivos. Os conídios produzidos em todos os arrozes e aditivos apresentam viabilidade superior a 99%. As vantagens da utilização do arroz parboilizado levando-se em consideração custo, facilidade de manuseio e produtividade são discutidas. / In order to optimize the production process of Metarhizium anisopliae, the present study aimed to determine the effects of soybean proteinase inhibitors on growth, sporulation and virulence of the fungus and to compare yield, viability and virulence of M. anisopliae conidia produced in different types of rice and additives. The addition of 5 g.L-1 of semi-purified soybean proteinase inhibitor or 0.5 g.L-1 of Kunitz-type inhibitor purified on the culture medium ME resulted in large increases in sporulation (two to 75 times) without affecting the viability of conidia of four M. anisopliae isolates (ESALQ-1037, IBCB348, E9, F20). The presence of proteinase inhibitors altered morphology of conidia produced in ME. Mechanisms responsible for these physiological changes in the fungus have not been determined, but it is probably associated to an anti-nutritional action, reducing the absorption of protein and stimulating sporulation. Spores produced in the medium with the addition of 0.5 g.L-1 Kunitz-type inhibitor purified or 2.5 g.L-1 of bovine serum albumin (BSA) and PDA medium showed higher virulence of conidia produced in ME without inhibitors. When the Kunitz-type inhibitor was added to conidial suspension of the fungus before spraying larvae of Diatraea saccharalis, control efficiency was 35.1% lower than that presented in other inhibitor-free treatments. In the studies aiming to determine the best types of rice for production of M. anisopliae, we tried to correlate production of conidia with characteristics of these substrates such as nutritional content, pesticide residues and density of microorganisms. The parboiled rice was responsible for greater production of conidia (4.38 x 109 conidia.g-1). This type of rice showed crude protein content lower than most rice and the highest moisture content (41.3% after autoclaving). Besides that, grains became less gelatinous and loose after autoclaving, and these feature favored fungus production. While types of polished white, brown rice and course (broken) rice grain were sticky and formed clumps, providing a smaller area for fungus development. The second best rice, course rice grain, with production of 3.42 x 109 conidia.g-1, had the highest amount of fungal contaminants in raw grains. Intermediate amounts of conidia were produced by white irrigated polished rice, upland rice and organic rice. The brown rice was the kind that resulted in fewer conidia (1.53 x 109 conidia.g-1), being the richest in minerals, protein and lipids. None of the additives (soybean meal, soybean parties, soy extract, soy peptone, semi-purified soybean proteinase inhibitor, Kunitz-type inhibitor purified, citrus pulp and yeast) resulted in increased production of conidia compared to parboiled rice without additives. Conidia produced in all types of rice and additives presented viability greater than 99%. The advantages of the use of parboiled rice taking into consideration the cost, easy handling and productivity are discussed.