A proteína eIF5A apresenta um resíduo exclusivo de aminoácido chamado hipusina formado por modificação pós-traducional envolvendo espermidina como substrato. Neste estudo, observamos que a expressão de eIF5A é intensificada ao longo da diferenciação de células-tronco progenitoras de fibras musculares (células satélites) e que a inibição da hipusinação com GC7 bloqueia a diferenciação. Associado a esse bloqueio encontramos aumento do consumo de glicose e produção de lactato, diminuição da descarboxilação de glicose e palmitato, redução da proliferação celular e alteração do perfil traducional, efeitos que podem estar envolvidos na inibição do programa de diferenciação. Em seguida, o músculo tibial anterior de ratos foram criolesados e após severa supressão da expressão de eIF5A (período agudo de lesão) a mesma foi retomada ao longo da regeneração, chegando a quantidades superiores ao encontrado em músculos não lesados. Verificamos que a L-arginina, um supressor parcial do fenótipo distrófico e precursor de espermidina, reverte parcialmente o efeito de GC7. / eIF5A protein contains an exclusive amino acid residue named hypusine produced by a post-translational modification involving spermidine as substrate. In this study, we observed that eIF5A expression is raised during muscle fiber stem cells (satellite cells) differentiation and the hypusination inhibition by GC7 abolished the differentiation process. In association with this blockage, an increase in glucose consumption and lactate production, a decrease in glucose and palmitate decarboxylation, a reduction in cell proliferation and an alteration in translational profile were observed. These changes may be involved in the inhibition of the differentiation induced by GC7. The rat tibialis anterior muscle was injured and a marked reduction of eIF5A expression (acute injury period) was found. The expression of eIF5A was reestablished during regeneration, reaching higher levels than that observed in non injured muscle. We also verified that L-arginine, a partial suppressor of muscle dystrophic phenotype condition and precursor of spermidine, partially abolished the GC7 effects.

A cana-de-açúcar é uma cultura importante no contexto agrário brasileiro, sobretudo com relação a manutenção e sustentabilidade dos agroecossistemas e da biodiversidade do solo. As comunidades microbianas associadas à canade- açúcar são participantes da manutenção dos ciclos biogeoquímicos, podendo ter sua estrutura e diversidade alteradas por mudanças no manejo da cultura e nas condições climáticas. Esse estudo teve como objetivo avaliar a diversidade microbiana associada à rizosfera de diferentes genótipos de cana-de-açúcar e empregar a metodologia de Stable Isotope Probing (DNA-SIP) para se avaliar a estrutura dos grupos responsivos a este ambiente. Para tanto, variedades de cana-de-açúcar foram selecionadas, extraindo-se o DNA total rizosférico e do bulk soil para análise por PCR-DGGE das regiões do gene 16S rDNA de bactérias, selecionando-se amostras representativas para o sequenciamento da região V6 do gene 16S rDNA através da plataforma Ion Torrent(TM). Os resultados demonstraram diferenças entre a diversidade das comunidades microbianas da rizosfera e do bulk soil, havendo a predominância dos grupos Actinobacteria, Proteobacteria e Acidobateria. Para o estudo da estrutura dos grupos responsivos na rizosfera, plantas da variedade RB86-7515 foram cultivadas sob duas concentrações de CO2 (350 e 700 ppm), realizando-se o enriquecimento com 13CO2, e posteriormente realizando a extração do DNA rizosférico para aplicação na técnica de DNA-SIP. A eficiência desta técnica foi avaliada por meio da técnica de PCR-DGGE para as regiões 16S rDNA de bactérias e ITS de fungos, onde foi verificado que após 48 horas já ocorre a incorporação de 13C pelas comunidades microbianas, havendo diferença entre os grupos que incorporaram o 13C. Diferenças foram também observadas para as distintas concentrações de CO2, indicando o DNA-SIP como uma poderosa ferramenta de estudos da ecologia das comunidades microbianas na rizosfera de cana-deaçúcar. / The sugarcane is an important crop in Brazilian agrarian context, especially in respect to maintenance and sustainability of agroecosystems and soil biodiversity. The microbial communities associated to sugarcane are involved biogeochemical cycles processes and it may have their structure and diversity changed due to crop management and climatic conditions. The aim of this study was to evaluate the microbial diversity associated to the rhizosphere of different sugarcane\'s genotypes and employ the Stable Isotope Probing tecnique (DNASIP) to evaluate the structure of the groups that are responding to this environment attributes. Therefore, some sugarcane varieties were selected and the total DNA in bulksoil and rhizosphere for analysis by PCR-DGGE of 16S rDNA gene regions of bacteria was extracted, selecting representative samples for sequencing the 16S rDNA gene of V6 region by Ion Torrent (TM) platform. The results showed differences between the diversity of microbial communities in the rhizosphere and bulk soil, with the predominance of Actinobacteria, Proteobacteria and Acidobateria groups. To study the structure of the responsive rhizosphere groups, the genotype RB86-7515 were grown under two CO2 concentrations (350 and 700 ppm), performing the 13CO2 enrichment. Afterwards, was performed the extraction of DNA for application of the SIP-rhizosphere DNA technique. The efficiency of this technique was assessed by PCR-DGGE over the regions of bacteria 16S rDNA and fungi ITS, which of these showed that occurs after 48 hours the incorporation of 13C by microbial communities, and it elucidate differences between the groups that incorporate the 13C. These differences were also observed for those different CO2 concentrations, indicating that the DNA-SIP is a powerful tool for studies of the ecology of microbial communities in the rhizosphere of sugarcane.

Diazotróficos de vida-livre podem ser encontradas associadas à filosfera, dermosfera e rizosfera das espécies vegetais. Alguns dados sugerem que a fixação biológica de N2 (FBN) por bactérias assimbióticas representa uma entrada importante de nitrogênio nos ecossistemas tropicais, variando com as espécies vegetais e nas diferentes partes da planta. O presente trabalho teve como objetivos estimar a quantidade de N2 fixado de forma assimbiótica na filosfera, dermosfera e rizosfera sobre a copa das espécies vegetais Guapira oposita e Euterpe edulis, e avaliar a diversidade das bactérias assimbióticas, através da análise do gene rRNA 16S, em uma Restinga ,em Ubatuba, SP. O estudo foi realizado no Parque Estadual da Serra do Mar, Núcleo Picinguaba, em épocas de baixa e alta pluviosidade. A atividade da nitrogenase foi determinada pela técnica de redução do acetileno e as concentrações de etileno foram determinadas por cromatografia gasosa. A diversidade de bactérias que habitam filosfera, dermosfera e solo foi acessada por pirosequenciamento da região V4 do gene rRNA 16S. A maior fixação de N foi observada na dermosfera de E. edulis nas duas épocas de coleta (175,1± 53,4 ng cm-2 h-1; 97,2 ± 21 ng cm-2 h-1), as taxas de fixação de N mais baixas foram observadas no solo. Na época de alta pluviosidade, a FBN na filosfera de G. oposita (52,0 ± 12 ng cm-2 h-1) foi significativamente maior do que a filosfera de E. edulis (3,6 ± 06 ng cm-2. h-1) e do que no mesmo compartimento mas em diferentes épocas de coleta (7,5 ± 1,3 ng cm-2 h-1). O valor do 15N foi maior no solo onde a fixação de N foi mais baixa. Na filosfera e na dermosfera, a relação C/N foi mais baixa quando a FBN foi mais alta. A FBN no solo e serrapilheira de restinga apresentou grande variação espacial, com locais de alta atividade. As 188629 sequências obtidas foram agrupadas em 16727 Unidades Taxonômicas Operacionais (UTOs), distribuídos em 35 filos. Os principais filos detectados foram Proteobacteria (38%) e Acidobacteria (12%). As classes Alphaproteobacteria e Gammaproteobacteria foram as mais abundantes nos três compartimentos. Potenciais fixadores de N foram detectados nas classes Alpha Beta e Gammaproteobacteria. A abundância de cianobacterias fixadoras de N na filosfera e na dermosfera foi baixa, indicando que outros diazotróficos também colonizam esses ambientes e contribuem com a FBN. / Free-living N2 fixing bacteria can be found associated with the phyllosphere, bark and rizosphere of the diferent plant species. Some data suggest that biological N2 fixation (BNF) by free-living bacteria represents an important input of nitrogen in tropical ecosystem, varying with the plant species and in different parts of the plant. This study aimed to estimate the amount of N2 fixed in the phyllosphere, bark and soil under the canopy of Guapira opposite and Euterpe edullis, and evaluate the diversity of bacteria through the sequencing of the 16S rRNA gene analysis, the phyllosphere, bark and soil in a Restinga area, Ubatuba, SP. The study was conducted in the Parque Estadual da Serra do Mar, Núcleo Picinguaba in seasons of low and high rainfall. Nitrogenase activity was determined by the acetylene reduction assay (ARA) and ethylene concentrations were determined by gas chromatography. The diversity of bacteria in the phyllosphere, bark and soil was accesed using pyrosequencing of the 16S rRNA V4 region. The bark of Euterpe edullis was higher at both sampling times (175,1±53,4 ng. cm-2. h-1, 97,2±21 ng. cm-2. h-1). The BNF rates were lower in soil. In high rainfall conditions, the BNF in the phyllosphere of Guapira opposite increased significantly (52,0±12 ng. cm-2. h-1) when compared with Euterpe edullis (3,6 ± 06 ng. cm-2. h-1) and Guapira opposite (7,5 ± 1,3 ng. cm-2. h-1) phyllosphere. The value of 15N was higher in the soil where the rates of FBN was lower. In the phyllosphere and bark, C/N was lower when BNF was higher. BNF in soil great spatial variation with areas of high activity. The 18.629 sequences obtained were grouped into 16.727 Operational Taxonomic Units (OTUs) distributed in 35 phyla. The main phyla Proteobacteria represented 38% of the OTUs and Acidobacteria 12% of the UTOs. The classes Alphaproteobacteria and Gammaproteobacteria were the most abundant in the three compartmens. Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria and Gammaproteobacteria were the main potential N-fixers. The abundance of nitrogen-fixing Cyanobacteria in the phyllosphere and bark was low, indicating that others diazotrophics also colonize these environments and contribute with BNF.

Submitted by Celso Magalhaes (celsomagalhaes@ufrrj.br) on 2017-05-05T12:14:40Z No. of bitstreams: 1 2010 - Ricardo Ant?nio Tavares de Macedo.pdf: 1168736 bytes, checksum: f5cc6d2a34b5331058f2910d1fe16678 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T12:14:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010 - Ricardo Ant?nio Tavares de Macedo.pdf: 1168736 bytes, checksum: f5cc6d2a34b5331058f2910d1fe16678 (MD5) Previous issue date: 2010-10-29 / Bean plants can get nitrogen from soil organic matter, fertilizer or biological fixation of atmospheric N2 (BNF). However, the biological process in this culture has shown low efficiency under field conditions. As a result, many farmers do not inoculate the seeds with efficient strains of rhizobia, being fertilizer the main source of N to this culture. Besides the absence of inoculation, high doses of N applied to the soil inhibit nodulation and BNF. However, the reasons for this inhibition are not fully understood, especially because the N is uptaked as nitrate (NO3 -) and ammonium (NH4 +). Whereas the rhizosphere of plants grown with nitrate is alkalized and ammonium is acidified, the aim of this study was evaluate the effect of pH changes in rhizosphere (pHR), caused by the metabolism of these N sources, in start of nodules formation. The experiments were conducted in growth chamber with average brightness of 400 lux, photoperiod of 12/12 hours (light/dark) and temperature 25?C ? 2?C. Plants were grown in pots with sand, soils with low (8%) and medium (25%) clay content and nutrient solution. In the 1st test (salinity) was found that ammonium had the greatest increase in electrical conductivity of the sand (EC), obtained with a 60 KgN ha-1 the value of 1.655 mS cm-1 with ammonium and 1.301 mS cm-1 with nitrate. In the following assay were compared two contrasting cultivars in capacity of nodulate, which confirmed the high (Ouro Negro) and low (Rio Tibagi) capability. As among cultivars were not significant differences in the values of pHR, in others experiments was evaluated Ouro Negro only. In this assay and in others ammonium was the source of N with more capacity of rhizosphere acidify and inhibit nodulation. Through regression analysis for each N source, was given the dose of total inhibition of nodulation (critical level), pHR at this dose and the dose which was 80% of maximum nodulation (dose of coexistence). In general, was verified the lowest doses of critical level and coexistence using ammonium than with nitrate. In the sand test (Ouro Negro sampled 20 DAE) for ammonium and nitrate the doses of coexistence was 13 and 58 KgN ha-1 and the values of pHR was 3,95 and 5,59, respectively. In test with different soil types (20 DAE), the dose of coexistence was lower with ammonium than nitrate, being in soil with lower clay content 18 e 41 KgN ha-1 and soil with higher clay content 15 e 27 KgN ha-1, respectively. The values of pHR for ammonium and nitrate were 4,69 and 6,08 in soil with lower clay content and 4,23 and 4,63 in soil with higher clay content, respectively. In this test the neutralizers alleviated acidification of the rhizosphere and nodulation was optimized. In test with leaf application of N, ammonium also more acidify the rhizosphere and promoted less nodulation (pHR 4,15 and 14 nodules plant-1) compared to nitrate (pHR 5,03 and 27 nodules plant-1). In the 6th experiment (20 DAE) the dose of 115 kgVO4 ha-1 allowed that highest dose of ammonium did not make changes in pHR, allowing also the dose of coexistence of 46 KgN ha-1 for ammonium as source of N. In all tests, the highest N rates from all sources completely inhibited nodulation, suggesting that these doses were the occurrence of others inhibiting factors independent of pH and not measured. / O feijoeiro pode adquirir nitrog?nio da mat?ria org?nica do solo, de adubos ou da fixa??o biol?gica do N2 atmosf?rico (FBN). Entretanto, nesta cultura o processo biol?gico tem apresentado baixa efici?ncia nas condi??es de campo. Em fun??o disso, muitos produtores n?o inoculam as sementes com estirpes eficientes de riz?bio, sendo a aduba??o a principal fonte de N para esta cultura. Al?m da aus?ncia da inocula??o, altas doses de N aplicadas no solo inibem a nodula??o e a FBN. No entanto, as causas para esta inibi??o n?o s?o totalmente esclarecidas, especialmente pelo fato do N ser absorvido na forma de nitrato (NO3 -) e am?nio (NH4 +). Considerando que a rizosfera da planta crescida com nitrato ? alcalinizada e com am?nio ? acidificada, este trabalho teve o objetivo de avaliar o efeito das altera??es de pH rizosf?rico (pHR), causadas pelo metabolismo destas fontes de N, no in?cio da forma??o de n?dulos. Os experimentos foram realizados em c?mara de crescimento com luminosidade m?dia de 400 Lux, fotoper?odo de 12/12 horas (luz/escuro) e temperatura de 25?C ? 2?C. As plantas foram crescidas em vasos com areia, solos com baixo (8%) e m?dio (25%) teor de argila e em solu??o nutritiva. No 1? ensaio (salinidade) foi verificado que o am?nio causou maior eleva??o da condutividade el?trica da areia (CE), obtendo-se na dose de 60 kgN ha-1 o valor de 1.655 ?S cm-1 com am?nio e de 1.301 ?S cm-1 com nitrato. No ensaio seguinte foram comparadas 2 cultivares contrastantes quanto ? capacidade nodular, que confirmaram a alta (Ouro Negro) e a baixa (Rio Tibagi) capacidade. Como entre as cultivares n?o ocorreram diferen?as expressivas nos valores de pHR, nos demais experimentos avaliou-se apenas a Ouro Negro. Neste ensaio e nos demais o am?nio foi a fonte de N que mais acidificou a rizosfera e inibiu a nodula??o. Atrav?s de an?lises de regress?o para cada fonte de N foi determinada a dose de inibi??o total da nodula??o (n?vel cr?tico), pHR nesta dose e a dose onde ocorreu 80% da m?xima nodula??o (dose de conviv?ncia). Em geral, foram observadas as menores doses de NC e de conviv?ncia com uso do am?nio do que com nitrato. No ensaio em areia (cv Ouro Negro coletada aos 20 DAE), para am?nio e nitrato as doses de conviv?ncia foram 13 e 58 kgN ha-1 e os valores de pHR 3,95 e 5,59, respectivamente. No ensaio em diferentes tipos de solo (20 DAE), a dose de conviv?ncia foi menor com am?nio do que com nitrato, sendo no solo com menor teor de argila 18 e 41 kgN ha-1 e no solo com maior teor de argila 15 e 27 kgN ha-1, respectivamente. J? os valores de pHR para am?nio e nitrato foram 4,69 e 6,08 no solo com menor teor de argila e 4,23 e 4,63 no solo com maior teor de argila, respectivamente. Neste ensaio os neutralizantes aliviaram a acidifica??o da rizosfera e otimizaram a nodula??o. No ensaio com aplica??o de N via foliar, o am?nio tamb?m acidificou a rizosfera e promoveu menor nodula??o (pHR 4,15 e 14 n?dulos planta-1) em rela??o ao nitrato (pHR 5,03 e 27 n?dulos planta-1). No 6? experimento (20 DAE) a dose de 115 kgVO4 ha-1 permitiu que na mais alta dose de am?nio o pHR n?o sofresse altera??es, permitindo tamb?m a dose de conviv?ncia de 46 kgN ha-1 para o am?nio. Em todos os ensaios, as mais altas doses de N de todas as fontes suprimiram a nodula??o, sugerindo que nestas doses ocorreram fatores inibidores independentes do pH e n?o mensurados.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-05-26T20:53:49Z No. of bitstreams: 1 2010 - Joice de Jesus Lemos.pdf: 529861 bytes, checksum: 869aef193d0f1b7b1b385f7ee3a2de73 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T20:53:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010 - Joice de Jesus Lemos.pdf: 529861 bytes, checksum: 869aef193d0f1b7b1b385f7ee3a2de73 (MD5) Previous issue date: 2010-08-31 / CAPES / With the aims to study the efflux of H+ or OH- due nitrogen sources on the process of infection of Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli in the rhizosphere of two beans cultivars Diamante Negro (susceptible) and Ouro Negro (more resistant), a series of experiments were done in greenhouse and growth chamber. Were applied to three different sources of nitrogen (N-N2 N-NO3- and N-NH4+) in three nitrogen concentrations (0, 30 and 120 kg ha-1), in plants grown in clay and sand soil. In addition, an experiment was conducted with different concentrations of inoculum of Fusarium (0, 10 ? and 106 conidia mL-1) in greenhouse in order to know the concentration that would affect the infection and when applied the fungi. Overall, the results suggested that nitrate decreased the infection process of Fusarium and ammonium increase. The association between nitrate with the cultivar more tolerant Ouro Negro, decreased the perceptual infection of fungi. The source of nitrogen influence of pH of rhizosphere occurred interaction with the type of soil. In all the experiments, found lower numbers of nodules. The concentration of inoculum or the times of inoculation not produce effect in the perceptual of infection. / Foram realizados estudos com duas cultivares de feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.), a Diamante Negro, considerada suscet?vel ao Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli e a Ouro Negro, mais resistente a esse fungo causador da murcha-de-fus?rio. Os experimentos foram instalados em c?mara crescimento ou em casa de vegeta??o. O objetivo deste trabalho foi o de analisar a influ?ncia da libera??o OH- ou H+ devido ao uso de fontes nitrogenadas na infec??o do fungo. Foram utilizadas tr?s fontes de nitrog?nio (N-N2, N-NO3 ? e N-NH4+) e diferentes doses de nitrog?nio (0, 30 e 120 kg ha-1) com plantas inoculadas com o referido fungo, crescidas no substrato areia ou em solos com diferentes teores de argila. Tamb?m foi realizado um experimento utilizando diferentes concentra??es de in?culo do Fusarium (0, 10? e 106 con?dios mL-1) com o objetivo de analisar qual concentra??o afetaria mais a infec??o na presen?a de fontes nitrogenadas. Foram analisados, o percentual de infec??o do Fusarium, o pH da rizosfera e n?o rizosf?rico, massas da parte a?rea e ra?zes secas, e o n?mero de n?dulos em diferentes ?pocas de amostragem. De modo geral foi observado que a fonte nitrato diminuiu o processo de infec??o do Fusarium e a fonte am?nio aumentou. Foi confirmado que a cultivar Ouro Negro ? mais tolerante ao fungo e que quando associada ? fonte de nitrog?nio nitrato aumentou ainda mais a resist?ncia. O pH da rizosfera e n?o rizosf?rico foram influenciados pela fonte de nitrog?nio: nitrato aumenta, e am?nio diminui. Os dados do trabalho sugeriram haver intera??o entre a fonte de nitrog?nio x dose x cultivar x solo. O n?mero de n?dulos encontrado nas condi??es experimentais foi baixo, especialmente nas amostragens na fase inicial do ciclo.

A Caatinga, bioma exclusivamente brasileiro, inserido no clima semiárido nordestino, apresenta xerófitas com alta resistência aos períodos de seca. Estas plantas associam-se a micro-organismos que também se encontram bem adaptados, desenvolvendo mecanismos de proteção celular contra o estresse hídrico, assim como proteção vegetal contra os efeitos negativos da dessecação. O presente estudo buscou compreender as bactérias associadas às cactáceas da Caatinga, analisando a estrutura das comunidades bacterianas de solo e da rizosfera de Cereus jamacaru durante a alteração do período chuvoso para o de seca, identificando os grupos dominantes e discutindo algumas funções que possibilitem a manutenção da interação solo-cacto-micro-organismo durante o período de seca. Além disso, buscou selecionar bactérias tolerantes à seca e que fossem capazes de promover crescimento de plantas sob estresse hídrico. Amostras foram coletadas ao longo da Caatinga, em cinco estados: BA, CE, PI, PB e RN totalizando cinco pontos. Com o uso de metodologias independentes de cultivo, foi possível observar que o período de amostragem (chuvoso/seca) foi o principal responsável pela alteração na estrutura das comunidades bacterianas. Os filos Proteobacteria e Bacteroidetes foram abundantes durante o período chuvoso e os filos Actinobacteria e o gênero Bacillus abundantes durante o período de seca. Com o uso de metodologias dependentes de cultivo, foram isoladas com bastante frequência linhagens pertencentes ao gênero Bacillus, capazes de crescer em meio com reduzida atividade de água e com alguns mecanismos de proteção contra a dessecação, como a produção de exopolissacarídeos e biofilme. Além disso, várias linhagens apresentaram mecanismos de promoção de crescimento de plantas diretos e/ou indiretos, como produção de fitohormônio, disponibilização de P por meio de solubilização, fixação de nitrogênio, redução dos efeitos negativos do estresse causados por etileno, produção de celulase e amônia. Uma linhagem de Bacillus sp. foi capaz de promover crescimento de milho sob estresse hídrico, incrementando alguns parâmetros vegetais analisados. São discutidos o uso de consórcio bacteriano entre duas linhagens, além dos mecanismos que os micro-organismos dispõem para tolerar condições ambientais adversas e ainda as funções que estes micro-organismos podem ter na proteção vegetal contra a dessecação. / Caatinga, a Brazilian unique biome, inserted in the semi-arid climate of Brazilian northeast, presents xerophytes with high resistance to drought periods. These plants are found in association with well-adapted microorganisms that have evolved some cellular protection mechanisms against water stress, as well as plant protection against the negative effects of desiccation. This work aimed to study the bacteria associated to some Caatinga cacti, with respect to the structure of bacterial communities of bulk soil and rhizosphere of Cereus jamacaru during the modification of rainy season to dry season, identifying the dominant groups and discussing some functions that enable the soil-cactus-microorganism interaction maintenance during drought. Besides, we searched for drought-tolerant bacteria able to promote plant growth under water stress. Samples were collected along the Caatinga biome in five states: BA, CE, PI, PB, and RN in a total of five points. With unculturable techniques, it was possible to observe that the sampling season (rainy/dry) was the main driver for the modification of bacterial communities\' structure. Proteobacteria and Bacteroidetes phyla were the most abundant during the rainy season while phylum Actinobacteria and Bacillus group were the most abundant during the dry season. With culturable techniques, it was observed a high frequency of strains belonging to genus Bacillus that were able to grow in medium at reduced water activity and displaying some mechanisms of desiccation protection such as the production of exopolysaccharides and biofilm. Furthermore, several strains showed mechanisms of direct and/or indirect plant growth promotion, like the production of fitohormone, availability of P through solubilization, nitrogen fixation, reduction of negative effects caused by stress-induced ethylene, production of cellulase and ammonia. One strain of Bacillus sp. was able to promote maize growth under water stress, increasing some of the analyzed plant parameters. The use of bacterial consortium between two strains, as well as mechanisms displayed by microorganisms under adverse environmental conditions and their functions in plant protection against desiccation are also discussed.

A cana-de-açúcar é uma cultura importante no contexto agrário brasileiro, sobretudo com relação a manutenção e sustentabilidade dos agroecossistemas e da biodiversidade do solo. As comunidades microbianas associadas à canade- açúcar são participantes da manutenção dos ciclos biogeoquímicos, podendo ter sua estrutura e diversidade alteradas por mudanças no manejo da cultura e nas condições climáticas. Esse estudo teve como objetivo avaliar a diversidade microbiana associada à rizosfera de diferentes genótipos de cana-de-açúcar e empregar a metodologia de Stable Isotope Probing (DNA-SIP) para se avaliar a estrutura dos grupos responsivos a este ambiente. Para tanto, variedades de cana-de-açúcar foram selecionadas, extraindo-se o DNA total rizosférico e do bulk soil para análise por PCR-DGGE das regiões do gene 16S rDNA de bactérias, selecionando-se amostras representativas para o sequenciamento da região V6 do gene 16S rDNA através da plataforma Ion Torrent(TM). Os resultados demonstraram diferenças entre a diversidade das comunidades microbianas da rizosfera e do bulk soil, havendo a predominância dos grupos Actinobacteria, Proteobacteria e Acidobateria. Para o estudo da estrutura dos grupos responsivos na rizosfera, plantas da variedade RB86-7515 foram cultivadas sob duas concentrações de CO2 (350 e 700 ppm), realizando-se o enriquecimento com 13CO2, e posteriormente realizando a extração do DNA rizosférico para aplicação na técnica de DNA-SIP. A eficiência desta técnica foi avaliada por meio da técnica de PCR-DGGE para as regiões 16S rDNA de bactérias e ITS de fungos, onde foi verificado que após 48 horas já ocorre a incorporação de 13C pelas comunidades microbianas, havendo diferença entre os grupos que incorporaram o 13C. Diferenças foram também observadas para as distintas concentrações de CO2, indicando o DNA-SIP como uma poderosa ferramenta de estudos da ecologia das comunidades microbianas na rizosfera de cana-deaçúcar. / The sugarcane is an important crop in Brazilian agrarian context, especially in respect to maintenance and sustainability of agroecosystems and soil biodiversity. The microbial communities associated to sugarcane are involved biogeochemical cycles processes and it may have their structure and diversity changed due to crop management and climatic conditions. The aim of this study was to evaluate the microbial diversity associated to the rhizosphere of different sugarcane\'s genotypes and employ the Stable Isotope Probing tecnique (DNASIP) to evaluate the structure of the groups that are responding to this environment attributes. Therefore, some sugarcane varieties were selected and the total DNA in bulksoil and rhizosphere for analysis by PCR-DGGE of 16S rDNA gene regions of bacteria was extracted, selecting representative samples for sequencing the 16S rDNA gene of V6 region by Ion Torrent (TM) platform. The results showed differences between the diversity of microbial communities in the rhizosphere and bulk soil, with the predominance of Actinobacteria, Proteobacteria and Acidobateria groups. To study the structure of the responsive rhizosphere groups, the genotype RB86-7515 were grown under two CO2 concentrations (350 and 700 ppm), performing the 13CO2 enrichment. Afterwards, was performed the extraction of DNA for application of the SIP-rhizosphere DNA technique. The efficiency of this technique was assessed by PCR-DGGE over the regions of bacteria 16S rDNA and fungi ITS, which of these showed that occurs after 48 hours the incorporation of 13C by microbial communities, and it elucidate differences between the groups that incorporate the 13C. These differences were also observed for those different CO2 concentrations, indicating that the DNA-SIP is a powerful tool for studies of the ecology of microbial communities in the rhizosphere of sugarcane.

Diazotróficos de vida-livre podem ser encontradas associadas à filosfera, dermosfera e rizosfera das espécies vegetais. Alguns dados sugerem que a fixação biológica de N2 (FBN) por bactérias assimbióticas representa uma entrada importante de nitrogênio nos ecossistemas tropicais, variando com as espécies vegetais e nas diferentes partes da planta. O presente trabalho teve como objetivos estimar a quantidade de N2 fixado de forma assimbiótica na filosfera, dermosfera e rizosfera sobre a copa das espécies vegetais Guapira oposita e Euterpe edulis, e avaliar a diversidade das bactérias assimbióticas, através da análise do gene rRNA 16S, em uma Restinga ,em Ubatuba, SP. O estudo foi realizado no Parque Estadual da Serra do Mar, Núcleo Picinguaba, em épocas de baixa e alta pluviosidade. A atividade da nitrogenase foi determinada pela técnica de redução do acetileno e as concentrações de etileno foram determinadas por cromatografia gasosa. A diversidade de bactérias que habitam filosfera, dermosfera e solo foi acessada por pirosequenciamento da região V4 do gene rRNA 16S. A maior fixação de N foi observada na dermosfera de E. edulis nas duas épocas de coleta (175,1± 53,4 ng cm-2 h-1; 97,2 ± 21 ng cm-2 h-1), as taxas de fixação de N mais baixas foram observadas no solo. Na época de alta pluviosidade, a FBN na filosfera de G. oposita (52,0 ± 12 ng cm-2 h-1) foi significativamente maior do que a filosfera de E. edulis (3,6 ± 06 ng cm-2. h-1) e do que no mesmo compartimento mas em diferentes épocas de coleta (7,5 ± 1,3 ng cm-2 h-1). O valor do 15N foi maior no solo onde a fixação de N foi mais baixa. Na filosfera e na dermosfera, a relação C/N foi mais baixa quando a FBN foi mais alta. A FBN no solo e serrapilheira de restinga apresentou grande variação espacial, com locais de alta atividade. As 188629 sequências obtidas foram agrupadas em 16727 Unidades Taxonômicas Operacionais (UTOs), distribuídos em 35 filos. Os principais filos detectados foram Proteobacteria (38%) e Acidobacteria (12%). As classes Alphaproteobacteria e Gammaproteobacteria foram as mais abundantes nos três compartimentos. Potenciais fixadores de N foram detectados nas classes Alpha Beta e Gammaproteobacteria. A abundância de cianobacterias fixadoras de N na filosfera e na dermosfera foi baixa, indicando que outros diazotróficos também colonizam esses ambientes e contribuem com a FBN. / Free-living N2 fixing bacteria can be found associated with the phyllosphere, bark and rizosphere of the diferent plant species. Some data suggest that biological N2 fixation (BNF) by free-living bacteria represents an important input of nitrogen in tropical ecosystem, varying with the plant species and in different parts of the plant. This study aimed to estimate the amount of N2 fixed in the phyllosphere, bark and soil under the canopy of Guapira opposite and Euterpe edullis, and evaluate the diversity of bacteria through the sequencing of the 16S rRNA gene analysis, the phyllosphere, bark and soil in a Restinga area, Ubatuba, SP. The study was conducted in the Parque Estadual da Serra do Mar, Núcleo Picinguaba in seasons of low and high rainfall. Nitrogenase activity was determined by the acetylene reduction assay (ARA) and ethylene concentrations were determined by gas chromatography. The diversity of bacteria in the phyllosphere, bark and soil was accesed using pyrosequencing of the 16S rRNA V4 region. The bark of Euterpe edullis was higher at both sampling times (175,1±53,4 ng. cm-2. h-1, 97,2±21 ng. cm-2. h-1). The BNF rates were lower in soil. In high rainfall conditions, the BNF in the phyllosphere of Guapira opposite increased significantly (52,0±12 ng. cm-2. h-1) when compared with Euterpe edullis (3,6 ± 06 ng. cm-2. h-1) and Guapira opposite (7,5 ± 1,3 ng. cm-2. h-1) phyllosphere. The value of 15N was higher in the soil where the rates of FBN was lower. In the phyllosphere and bark, C/N was lower when BNF was higher. BNF in soil great spatial variation with areas of high activity. The 18.629 sequences obtained were grouped into 16.727 Operational Taxonomic Units (OTUs) distributed in 35 phyla. The main phyla Proteobacteria represented 38% of the OTUs and Acidobacteria 12% of the UTOs. The classes Alphaproteobacteria and Gammaproteobacteria were the most abundant in the three compartmens. Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria and Gammaproteobacteria were the main potential N-fixers. The abundance of nitrogen-fixing Cyanobacteria in the phyllosphere and bark was low, indicating that others diazotrophics also colonize these environments and contribute with BNF.

Resumo: O cultivo intensivo agrícola, apesar de altamente produtivo, possui diversos pontos questionáveis, como suplementação acentuada de insumos sintéticos, além da aplicação de defensivos para o controle de pragas que muitas vezes são danosos ao meio ambiente. Como alternativa, a agricultura orgânica propõe uma forma de manejo menos agressiva, que promove o uso sustentável dos recursos naturais renováveis, como o aproveitamento de resíduos orgânicos, além de possuir um maior valor agregado no produto final. No presente estudo, investigamos por meio de uma abordagem metagenômica os efeitos do manejo (orgânico ou convencional) na microbiota da rizosfera de cana-de-açúcar, região da planta que notoriamente causa um grande impacto no seu desenvolvimento e produtividade. Identificamos a abundância maior na rizosfera com manejo orgânico de porções genômicas que codificam enzimas associadas ao metabolismo do nitrogênio e enxofre, sendo que estes são nutrientes fundamentais para o sucesso da planta e assim, seu desenvolvimento e produtividade em campo. Contraditoriamente, encontramos também que os genomas da microbiota orgânica possuem conteúdo ligado a um potencial mais acentuado para a degradação de compostos xenobióticos, que são ativamente aplicados no manejo convencional. De acordo com nossa predição, os microrganismos dessa microbiota poderiam realizar sua completa mineralização, o que é muito favorável na remoção desses resíduos no ambiente. Esses achados indicam que há um potencia... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Modern industrialized agriculture although highly productive, has several sustainability problems such as the for intense supplementation of synthetic inputs, beyond the application of pesticides for pest control. Which are often harmful to environment. As an alternative to this system, organic agriculture is considered more environmentally progressive, having several characteristics favorable to the crop producer, promotes sustainable use of renewable natural resources, such as the use of organic waste, besides that a higher aggregated value in the final product. This study investigates the changes that an organic system brings when compared to conventional management for the sugarcane rhizosphere microbiome, a plant region known to be determinant of plant development and associated with net productivity, using a metagenomic approach. We identified a higher abundance of genomic portions which encode enzymes associated with nitrogen and sulphur metabolism, which are fundamental nutrients for plant success and subsequently, crop productivity. Conversely, we also found that genomes of the organic microbiome contain higher portions linked to xenobiotic degradation, compounds that are actively applied in conventional management. Microorganisms from this sequenced microbiome could perform complete mineralization of these damaging compounds, which is desirable in their removal from the environment. These findings indicate that there is a unique potential for exploitation of organic... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

The growing demand for strawberries has imposed challenges, especially regarding the control of pests. Many farmers report problems with reduced chemical control efficiency, probably due to selection of resistant populations of insects and mites. An alternative is the use of biological control using pathogenic fungi as a tool in integrated pest management. Metarhizium spp. (Hypocreales: Clavicipitaceae) are generalist entomopathogenic fungi with worldwide distribution and can cause diseases in a large number of hosts. Many studies on the development of Metarhizium as a biological control agent were performed, but this bulk of knowledge is in remarkable contrast to the lack of research on the fundamental ecology of Metarhizium in agroecosystems. This thesis aimed to evaluate the establishment, persistence and dispersal of these entomopathogenic fungi in strawberry crop soil in Inconfidentes, Minas Gerais, Brazil; and to study the diversity and abundance of species of Metarhizium isolated from organic and conventional strawberry crop soils, and the field margins in Brazil and Denmark. The effectiveness of new species of Metarhizium recently found in Brazil, was evaluated against two spotted spider mite, Tetranychus urticae. Applied isolates of M. anisopliae (ESALQ1037) and M. robertsii (ESALQ1426) were able to persist for up to 12 months after the application within the soil, and disperse to other plots and colonize the rhizosphere of strawberry plants. In the plots where ESALQ1037 and ESALQ1426 were applied, 25% and 87.5% of the isolates recovered after 12 months consisted of the same isolates inoculated. A new taxonomically unassigned lineage, referred to as Metarhizium sp. Indet. 5 in this study, was found in strawberry crop margins. The dominant species of Metarhizium in Brazil and Denmark was Metarhizium robertsii and M. brunneum respectively. Further, Metarhizium pemphigi was first detected in Denmark in this study. Soil in organically grown strawberries harbored a more diverse population of Metarhizium spp. compared with conventionally grown strawberries. These studies showed for the first time the potential of new species of Metarhizium as spider mite biological control agents, the lowest median lethal time (LT50 = 4 ± 0.17 days) was observed in mites treated with the isolate ESALQ1638 of Metarhizium sp. indet. 1. The best isolates were ESALQPL63 of B. bassiana, ESALQ1608 and ESALQ1638 of Metarhizium sp. indet. 1 and ESALQ3069 and ESALQ3222 of M. pingshaense based on the survival curve, total mortality, percentage of sporulated cadavers and LT50. Knowledge of the diversity of Metarhizium spp. and persistence in strawberry soil generated in this study may be useful in developing conservation strategies and maximize the natural biological pest control. / A crescente demanda por morangos vem impondo desafios, especialmente quanto ao controle das pragas. Muitos agricultores relatam problemas com a redução da eficiência do controle químico, provavelmente devido à seleção de populações resistentes de insetos e ácaros. Uma alternativa é o uso de controle biológico com fungos entomopatogênicos como ferramenta dentro do manejo integrado de pragas. Metarhizium spp. (Hypocreales: Clavicipitaceae), são fungos entomopatogênicos generalistas com distribuição cosmopolita e que podem causar doenças em um grande número de hospedeiros. Muitos estudos sobre o desenvolvimento de Metarhizium como agente de controle biológico foram realizados, mas este leque de conhecimento está em contraste com a notável falta de investigação sobre a ecologia de Metarhizium nos agroecossistemas. Esta tese teve como objetivo avaliar o estabelecimento, persistência e dispersão destes fungos entomopatogênicos em solo de morangueiro em Inconfidentes, Minas Gerais, Brasil; bem como estudar a diversidade e abundância de espécies de Metarhizium isolados do solo de cultivos orgânico e convencional de morangueiro, e das margens das plantações no Brasil e Dinamarca. A eficácia de novas espécies de Metarhizium, encontradas recentemente no Brasil, foi avaliada contra o ácaro rajado, Tetranychus urticae. Os isolados inoculados de M. anisopliae (ESALQ1037) e M. robertsii (ESALQ1426) foram capazes de persistir por até 12 meses após a aplicação no solo, além de dispersar para outras parcelas e colonizar a rizosfera dos morangueiros. Nas parcelas onde ESALQ1037 e ESALQ1426 foram aplicados, 25% e 87,5% dos isolados recuperados após 12 meses consistiam dos mesmos isolados inoculados. Uma nova linhagem não taxonomicamente identificada, referida neste trabalho como Metarhizium sp. Indet. 5, foi encontrada nas margens de morangueiros cultivados. A espécie dominante de Metarhizium no Brasil e Dinamarca foi Metarhizium robertsii e M. brunneum, respectivamente. Além disso, Metarhizium pemphigi foi detectado pela primeira vez na Dinamarca neste estudo. Solos de cultivo orgânico de morangueiro em geral apresentaram uma diversidade maior de Metarhizium do que solos de cultivos convencionais. Estes estudos revelaram pela primeira vez o potencial de novas espécies de Metarhizium como agentes de controle biológico do ácaro rajado, sendo o menor tempo letal mediano (TL50= 4 ± 0.17 dias) observado em ácaros tratados com o isolado ESALQ1638 de Metarhizium sp. indet. 1. Os melhores isolados foram ESALQPL63 de B. bassiana, ESALQ1608 e ESALQ1638 de Metarhizium sp. indet. 1 e ESALQ3069 e ESALQ3222 de M. pingshaense baseado na curva de sobrevivência, mortalidade total, porcentagem de cadáveres esporulados e TL50. O conhecimento da diversidade de Metarhizium spp. e persistência em solos de morango, gerados neste estudo, poderão ser úteis no desenvolvimento de estratégias de conservação e maximizar o controle biológico natural de pragas.