Thesis (MSc)--Stellenbosch University, 2014. / ENGLISH ABSTRACT: Wheat production is globally affected by several different wheat rust diseases. The rust diseases can effectively be controlled by the deployment of multiple resistance genes that confer durable resistance. One of the most effective strategies to incorporate resistance genes is by the implementation of recurrent mass selection as it maximizes opportunities for gene pyramiding. The implementation of a recurrent mass selection program in wheat can effectively be enhanced with the use of genetic male sterility and the incorporation of maker assisted-selection (MAS). The aim of the study was to pyramid wheat rust resistance genes in wheat lines by utilizing a male sterile mediated marker-assisted recurrent selection breeding (MS-MARS) scheme. An existing segregating MS-MARS base population and resistance donor lines carrying genes of interest (Sr26, Sr35 and Sr45) were used as female and male crossing parents. Potential markers for the genes of interest were first identified and validated on the male population. PCR based markers tested for Sr26 and Sr45 easily distinguished between resistant and non-resistant plants in the study, while markers tested for the detection of Sr35 and Sr45 in most instances failed to do so. The identified Sr26 marker (Sr26#43) was successfully added to the SU-PBL’s standardized marker set in a multiplex reaction. The standardized marker set and the co-dominant PCR marker for Sr45 were used to screen male and female populations before and after cross-pollination. Several wheat rust resistance genes were present in various frequencies in both male and female populations prior to the first crossing cycle, except Sr26 and Sr45. Increases in gene frequencies and combinations were obtained after the first crossing cycle, highlighting the effectiveness of the MS-MARS breeding strategy to improve gene frequencies of desirable genes. Two MS-MARS crossing cycles were successfully completed and large numbers of hybrid seeds were produced in a short period of time by selecting male sterile plants based on distinct characteristics induced by the dominant male sterility gene. Future studies will include the wide deployment of Sr26 and Sr45 in the MS-MARS breeding program as markers are now available and can be included in the SU-PBL’s standardized marker set for the effective detection of these genes, the development of gene-specific markers for Sr35 to ascertain the presence of the gene in the MS-MARS population and the specific selection of male sterile plants with wide open glumes to maximize outcrossing rates. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Koring produksie word wêreldwyd aansienlik deur koringroes siektes geaffekteer. Die siektes kan doeltreffend beheer word deur die ontplooing van veelvuldige weerstandsgene, wat langdurige weerstand tot gevolg het. Een van die mees doeltreffendste strategieë om weerstandsgene in n koring plant te inkorporeer is deur die implementering van herhalende massa seleksie (HMS), siende dat dit geleenthede vir geen stapeling maksimaliseer. Die implementering van 'n HMS program in koring kan effektief aangewend word met behulp van genetiese manlike steriliteit en merker bemiddelde seleksie (MBS). Die doelwit van hierdie studie was om veelvuldige koringroes weerstandsgene in koring lyne te stapel met behulp van die manlik steriliteits merker bemiddelde herhalende seleksie (MS-MBHS)-telingsskema. ‘n Gevestigde segregerende MS-MARS basis populasie en donor lyne, wat die gene (Sr26, Sr35 en Sr45) van belang dra, was onderskeidelik as vroulike en manlike kruisingsouers gebruik. Potensiële molekulêre merkers vir die gene van belang was eers geidentifiseer in literatuur en op die donor lyne getoets, voordat dit vir die opsporing van die gene in die nageslag gebruik was. Polimerase ketting reaksie (PKR)-gebaseerde merkers wat getoets was vir Sr26 en Sr45, kon maklik tussen weerstand en nie-weerstandbiedende plante in die studie onderskei, terwyl ander merkers vir die opsporing van Sr35 en Sr45 nie so doeltreffend was nie. Die geidentifiseerde Sr26 merker was suksesvol bygevoeg tot die SU-PBL se gestandardiseerde merkerpaneel, in ‘n multipleks reaksie. Die gestandardiseerde merkerpaneel en die ko-dominante PKR merker vir Sr45 was gebruik om die manlike en vroulike populasie te analiseer vir die teenwoordigheid van verskeie weerstandsgene voor en na kruisbestuiwing. Merker analise het die teenwoordigheid van verskeie koringroes weerstandsgene in verskillende frekwensies in beide die manlike en vroulike populasie voor die eerste kruising siklus aangedui. Sr26 en Sr45 was egter afwesig in beide populasies. ‘n Toename in geen frekwensies en kombinasies was waargeneem na die eerste kruising siklus. Dit het gevolglik die doeltreffendheid van die MS-MARS teling strategie beklemtoon. Twee herhalende kruising siklusse was suksesvol voltooi en groot hoeveelhede bastersaad was verkry vanaf steriele plante wat geselekteer was op grond van unieke eienskappe wat hulle vertoon as gevolg van die manlike steriliteits geen. Toekomstige studies sluit in, die groot skaalse gebruik van Sr26 en Sr45 in die MS-MARS teelprogram aangesien merkers nou beskikbaar is en gebruik kan word in die MS-MARS teelprogram vir die doeltreffende opsporing van hierdie gene, die ontwikkeling van ‘n geen-spesifieke merker vir Sr35 om die teenwoordigheid van die geen in die MS-MARS populasie vas te stel, en die selektering van manlike steriele plante met wyd oop kaffies om kruisbestuiwing te verhoog.

Thesis (MSc)--Stellenbosch University, 2014. / ENGLISH ABSTRACT: The aim of this study on grapevine was to genetically characterise, validate and map the reported fungal disease resistance genes of Pölöskei Muskotály (PM), Kishmish Vatkana (KV) and Villard Blanc (VB) in South Africa using QTL analysis. These fungal resistant parents were crossed with other varieties that have desirable fruit qualities in an effort to combine fungal disease resistance with desirable fruit qualities in a single variety. The genetic basis of PM’s resistance to downy and powdery mildew has not been investigated before. It does however have VB in its pedigree so the assumption was made that the same QTL/genes present in VB contribute to this resistance. KV’s resistance to powdery mildew reportedly originates from the REN1 gene located on chromosome 13. VB’s powdery and downy mildew resistance is conferred by QTL present on chromosome 15 and chromosome 18 respectively and has been reported in numerous studies. The study populations comprised of 124 F1 PM x Regal Seedless plants, 16 F1 PM x G4-3418 plants, 14 F1 PM x Sunred Seedless plants, 158 F1 Sunred Seedless x KV plants and 250 F1 VB x G1-6604 plants. DNA was extracted from the leaves and all plants were screened using microsatellite markers. Phenotypic evaluations of downy and/or powdery mildew resistance were performed on the appropriate populations. The molecular data was used to generate linkage maps and combined with phenotypic data to perform QTL analysis. From the molecular data generated for the three PM populations it was determined that the F1 progeny inherited almost exclusively maternal alleles, and could not be used in a mapping study. These populations were eliminated from the study and PM will be used as a pollen donor in future. Molecular data from the Sunred Seedless x KV cross was used to generate a linkage map for chromosome 13 comprising eight markers and spanning 45.6 cM. When combined with the data from two powdery mildew phenotypic screens a QTL peak spanning the REN1 gene on chromosome 13 of KV was identified. This locus explains between 44.8% and 57.7% of the phenotypic variance observed. The molecular data from the VB x G1-6604 cross was used to generate partial linkage maps for chromosome 15 and 18. Eleven markers were mapped on chromosome 15 spanning 56.4 cM, and ten markers were mapped on chromosome 18 spanning 101.8 cM. When the chromosome 15 linkage map was combined with the data from two powdery mildew phenotypic screens a QTL associated with powdery mildew resistance was identified on chromosome 15 that explains between 18.9% and 23.9% of the phenotypic variance observed. Likewise a QTL associated with downy mildew resistance was identified on chromosome 18 when the chromosome 18 linkage map was combined with data from two downy mildew phenotypic screens. This QTL explains between 19.1% and 21.2% of the phenotypic variance observed. This study succeeded in genetically characterising the fungal disease resistance genes of two different sources of grapevine and provided exclusionary information on a third resistance source for future breeding applications. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die doel van hierdie studie in wingerd was om die genetiese komponent van die swamweerstandsgene van Pölöskei Muskotály (PM), Kishmish Vatkana (KV) and Villard Blanc (VB) in Suid-Afrika te karakteriseer en die teenwoordigheid daarvan te bevestig deur ʼn Kwantitatiewe Eienskap Lokus (KEL) benadering te volg. In ʼn poging om swamweerstand en goeie vrugeienskappe te kombineer in ʼn enkel variëteit is die weerstandige variëteite met vatbare variëteite gekruis wat goeie vrugeienskappe besit. Die genetiese basis van PM se weerstand teen donsskimmel en witroes is nog nie vantevore bestudeer nie. VB is een van sy voorgeslagte en daar is aangeneem dat dieselfde KEL/gene waarskynlik verantwoordelik is vir die weerstand. Dit is gerapporteer dat KV se witroesweerstand afkomstig is van die REN1 geen op chromosoom 13. Vele publikasies rapporteer VB se weerstand teen witroes en donsskimmel Beide die witroes- en donsskimmelweerstand word oorgedra deur KEL teenwoordig op chromosome 15 en 18 onderskeidelik. Die populasies gebruik in hierdie studie het bestaan uit 124 F1 PM x Regal Seedless plante, 16 F1 PM x G4-3418 plante, 14 F1 PM x Sunred Seedless, 158 F1 Sunred Seedless x KV plante en 250 F1 VB x G1-6604 plante onderskeidelik. Blare is versamel vir DNS isolasie en genotipering met mikrosatellietmerkers. Al drie populasies se weerstand teen donsskimmel en/of witroes is fenotipies geëvalueer. Die molekulêre data is gebruik om genetiese koppelingskaarte op te stel en gekombineer met die fenotipiese data om KEL analise uit te voer. Die molekulêre data van die drie PM populasies het daarop gedui dat die F1 nageslag amper uitsluitlik moederlike allele geërf het en kon gevolglik nie gebruik word in die studie nie. Die PM populasies is uitgesluit uit hierdie studie en PM sal voortaan as stuifmeelskenker gebruik word. Molekulêre data van die Sunred Seedless x KV kruising is gebruik om ʼn koppelingskaart vir chromosoom 13 op te stel wat 45.6 cM lank is en agt merkers bevat. Die KEL analise van die koppelingskaart en twee fenotipiese datastelle vir witroes het ʼn KEL piek geïdentifiseer wat oor die lengte van die REN1 geen-interval strek. Hierdie lokus is verantwoordelik vir 44.8% tot 57.7% van die fenotipiese variasie wat waargeneem word. Molekulêre data van die VB x G1-6604 kruising is gebruik om gedeeltelike koppelingskaarte vir chromosome 15 en 18 op te stel. Elf merkers karteer op die chromosoom 15 kaart van 56.4 cM en tien merkers karteer op die chromosoom 18 kaart van 101.8 cM. KEL analise van chromosoom 15 se koppelingskaart en twee witroes fenotipiese datastelle het ʼn KEL geïdentifiseer wat 18.9% tot 23.9% van die fenotipiese variasie verduidelik. ʼn KEL is ook op chromosoom 18 geïdentifiseer wat 19.1% tot 21.2% van die fenotipiese variasie verduidelik met die gekombineerde analise van chromosoom 18 se koppelingskaart en twee donsskimmel fenotipiese datastelle. Hierdie studie het die genetiese komponent van die swamweerstandsgene van twee Vitis variëteite suksesvol gekarakteriseer en bevestig. Waardevolle telingsinligting oor die derde variëteit is ook onthul.

O uso de antimicrobianos de forma terapêutica, preventiva e promotora de crescimento trouxe inúmeras vantagens para a avicultura mundial, entretanto a utilização excessiva dos antimicrobianos e de maneira indevida tem estimulado um aumento no número de micro-organismos resistentes. Entre eles, destaca-se o Campylobacter jejuni, bactéria frequentemente associada a enterites em humanos, sendo o frango a principal reservatório e fonte de transmissão deste patógeno para o homem. A transmissão de bactérias resistentes entre animais e seres humanos pode resultar em infecções multirresistentes e insucesso no tratamento terapêutico, sendo a exposição continua destes micro-organismos a esses medicamentos o fator mais importante na origem da resistência. Diante desse cenário, objetivou-se nesse trabalho investigar e caracterizar, através de métodos fenotípico e genotípico, a susceptibilidade antimicrobiana de 54 isolados de C. jejuni coletados em diferentes etapas do processamento da carne de frango de matadouro-frigoríficos da região do Rio Grande do Sul. Para a determinação do MIC, os isolados foram testados frente aos seguintes antimicrobianos: ácido nalidíxico, ciprofloxacina, cloranfenicol, eritromicina, gentamicina e tetraciclina. Dos 54 isolados de C. jejuni, 94,4% foram resistentes a ciprofloxacina, 83,3% ao ácido nalidíxico, 51,8% a tetraciclina e 48% a eritromicina. Todos os isolados foram sensíveis a gentamicina e ao cloranfenicol. Doze isolados foram resistentes a três classes diferentes de antibióticos, sendo assim considerados multi-resistentes. Para verificar a presença da mutação gênica da Região Determinante de Resistência à Quinolona (RDRQ) no gene gyrA, foi realizado sequenciamento gênico de 31 isolados considerados resistentes por métodos fenotípicos. Todos os isolados possuíam a mutação Tre-86-Ile na RDRQ do gene gyrA, que confere resistência às fluoroquinolonas, confirmando a predominância dessa mutação em Campylobacter spp. resistentes a esses antimicrobianos. A ocorrência do gene de resistência à tetraciclina foi verificada por PCR. Dos 28 isolados considerados resistentes por métodos fenotípicos, 42,8% possuíam o gene tet(O), que confere resistência as tetraciclinas. Os resultados mostram um alto nível de resistência antimicrobiana em C. jejuni evidenciando a necessidade da implementação de políticas de uso prudente de antimicrobianos na medicina veterinária. / The use of antimicrobials in a therapeutic, preventive and growth promoting way has brought numerous advantages to the world poultry industry; however, the excessive and undue use of antimicrobials has stimulated an increase in the number of resistant microorganisms. Among them, we highlight Campylobacter jejuni, a bacterium frequently associated with enteritis in humans, with chicken being the main reservoir and source of transmission of this pathogen to man. The transmission of resistant bacteria between animals and humans can result in multi resistant infections and failure in therapeutic treatment, and the continued exposure of these microorganisms to these drugs is the most important factor in the source of resistance. Therefore, the aim of this study was to investigate and characterize, through phenotypic and genotypic methods, the antimicrobial susceptibility of 54 C. jejuni isolates collected at different stages of the processing of chicken meat from slaughterhouse in Rio Grande do Sul. For MIC determination, strains were tested against the following antimicrobials: nalidixic acid, ciprofloxacin, chloramphenicol, erythromycin, gentamicin and tetracycline. Of the 54 isolates of C. jejuni, 94.4% were resistant to ciprofloxacin, 83.3% to nalidixic acid, 51.8% to tetracycline and 48% to erythromycin. All isolates were sensitive to gentamicin and chloramphenicol. Twelve strains were resistant to three different classes of antibiotics, thus being considered multi resistant. To verify the presence of the gene mutation of the Quinolone Resistance Determinant Region (QRDR) in the gene gyrA, gene sequencing of 31 strains considered resistant by phenotypic methods was performed. All strains had the Tre-86-Ile mutation in the QRDR of the gyrA gene, which confers resistance to fluoroquinolones, confirming the predominance of this mutation in Campylobacter spp. resistant to these antimicrobials. The occurrence of tetracycline resistance gene was verified by PCR. Of the 28 strains considered resistant by phenotypic methods, 42.8% had the tet(O) gene. The results show a high level of antimicrobial resistance in C. jejuni that evidences the need for implementation of policies in the prudent use of antimicrobials in veterinary medicine.

Submitted by ÉRICA MENDES LOPES null (erica_mendeslopes@yahoo.com.br) on 2016-02-26T20:53:43Z No. of bitstreams: 1 tese_doutorado_Erica_Mendes_Lopes.pdf: 4795462 bytes, checksum: a765e5c29ecbc64ad68f0f7cc83e9aff (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: No campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” foi informado que seria disponibilizado o texto completo porém no campo “Data para a disponibilização do texto completo” foi informado que o texto completo deverá ser disponibilizado apenas 12 meses após a defesa. Caso opte pela disponibilização do texto completo apenas 12 meses após a defesa selecione no campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” a opção “Texto parcial”. Esta opção é utilizada caso você tenha planos de publicar seu trabalho em periódicos científicos ou em formato de livro, por exemplo e fará com que apenas as páginas pré-textuais, introdução, considerações e referências sejam disponibilizadas. Se optar por disponibilizar o texto completo de seu trabalho imediatamente selecione no campo “Data para a disponibilização do texto completo” a opção “Não se aplica (texto completo)”. Isso fará com que seu trabalho seja disponibilizado na íntegra no Repositório Institucional UNESP. Por favor, corrija esta informação realizando uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2016-02-29T14:06:38Z (GMT) / Submitted by ÉRICA MENDES LOPES null (erica_mendeslopes@yahoo.com.br) on 2016-02-29T14:12:05Z No. of bitstreams: 2 tese_doutorado_Erica_Mendes_Lopes.pdf: 4795462 bytes, checksum: a765e5c29ecbc64ad68f0f7cc83e9aff (MD5) TESE_DOUTORADO_ERICA_MENDES_LOPES.pdf: 4723828 bytes, checksum: a8e56276b7a5792d04c2c59d7bcf6228 (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: Foram submetidos 2 arquivos PDF’s, apenas 1 arquivo deve ser submetido Corrija estas informações e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-02-29T14:53:22Z (GMT) / Submitted by ÉRICA MENDES LOPES null (erica_mendeslopes@yahoo.com.br) on 2016-02-29T16:05:00Z No. of bitstreams: 1 tese_doutorado_Erica_Mendes_Lopes.pdf: 4795462 bytes, checksum: a765e5c29ecbc64ad68f0f7cc83e9aff (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-02-29T16:58:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lopes_em_dr_jabo.pdf: 4795462 bytes, checksum: a765e5c29ecbc64ad68f0f7cc83e9aff (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-29T16:58:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lopes_em_dr_jabo.pdf: 4795462 bytes, checksum: a765e5c29ecbc64ad68f0f7cc83e9aff (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os impactos ambientais causados por sucessivas extrações de minérios e compostos gerados dos resíduos tóxicos dessa atividade têm sido foco de preocupação dos ambientalistas, neste contexto há um grande esforço gerado para o desenvolvimento de metodologias eficientes e de baixo custo para remoção de metais pesados de solos e águas contaminadas. Os métodos biológicos surgem como uma alternativa aos métodos convencionais para o solo, um dos ecossistemas terrestre que apresentam uma infinidade de recursos naturais além da grande diversidade de microrganismos interagindo entre si. O mesmo constitui fonte de investimento para o isolamento de microrganismos e análises metagenômicas para prospecção de genes envolvidos em processos importantes para o equilíbrio metabólico e ecológico, pois, tanto de maneira isolada, como em interações, estes organismos desempenham papel importante no que diz respeito à produção de enzimas na biorremoção de metais e contaminantes do solo. Este trabalho teve como objetivo isolar, caracterizar e avaliar a biossorção e bioacumulação de metais por microrganismos originados de solos de ecossistemas de Sabará, uma região de mineradora desativada Minas Gerais. Adicionalmente buscou-se avaliar a diversidade metabólica funcional, para uma comparação da microbiota de, Sabará e Brumadinho, combinada com busca de genes que conferem resistência a cromo (crhA), cobre (copA, copB, cueO) e níquel (nixA). Os isolados obtidos foram classificados em gêneros como Burkolderia, Serratia, Bacillus, Stenotrophomonas e Artrobacter, que apresentam potencial para biorremediação de metais do solo e água. Entretanto, seis dos 32 isolados apresentaram resistência aos metais cobre, cromo e níquel, na concentração de 500 mgL-1. Destes isolados, dois deles, do gênero Burkolderia e Arthrobacter (CP15 e CR11) apresentaram capacidade metabólica de biossorver e interiorizar metais pesados em diferentes fases do desenvolvimento. Quanto a atividade metabólica, a comunidade microbiana dos solos do perímetro do quadrilátero ferrífero (MG) tem alta atividade na degradação de fontes de carbono importantes nos ciclos biogeoquímico e biorremediação, justificando a grande quantidade de ORFs encontradas nas anotações do metagenoma sequenciado. Destaca-se os ecossistemas canga e floresta que apresentaram maior número de sequências identificadas para todos os genes envolvidos no processo de resistência, influxo e efluxo de metais, sendo eles genes de resistência a cobre, multicooper oxidase ATPase (copA, copB, cueO), multicopper ATPase like (copA, copB), cromo oxidase (chrA), cromo transporte (chrB) e níquel oxidase (nixA). Os solos da região de Sabará e Brumadinho alocados no, quadrilátero ferrífero, apresentam diversidade funcional para degradação de fontes de carbono como aminoácidos e compostos fenólicos, e genes funcionais de grande importância em processos metabólicos de remoção de metais pesados por microrganismos, além de microbiota com capacidade remover e interiorizar metais oriundos dos resíduos de mineração sendo um indicativo para a aplicação na biorremediação de metais em áreas afetadas pela mineração. / The environmental impacts caused by successive extractions of minerals and compounds generated toxic waste of this activity have been the focus of concern for environmentalists in this context there is a great effort generated for the development of efficient methodologies and cost-effective to remove heavy metals from soils and contaminated water. Biological methods appear as an alternative to conventional methods for the ground of the earth's ecosystems have a multitude of natural resources beyond the great diversity of microorganisms interacting. The same is investment source for the isolation of microorganisms and metagenomic analyzes to search for genes involved in important processes for metabolic and ecological balance, since both in isolation, as in interactions, these organisms play an important role as regards the production of enzymes in biorremoção metal and soil contaminants. This study aimed to isolate, characterize and evaluate the biosorption and bioaccumulation of metals by microorganisms originating from Sabara ecosystems soil, a mining region of Minas Gerais disabled. In addition we sought to evaluate the functional metabolic diversity, for a comparison of the microbiota of Sabara and Brumadinho, combined with search of genes that confer resistance to chromium (CRHA), copper (copA, CopB, cueO) and nickel (Nixa). The isolates were classified into genres such as Burkolderia, Serratia, Bacillus, Stenotrophomonas and Artrobacter, which have the potential for bioremediation of metals from soil and water. However, six of the 32 isolates were resistant to metals copper, chromium and nickel, at a concentration of 500 mg L-1. Of these isolates, two of them, the genus Arthrobacter and Burkolderia (CP15 and CR11) had metabolic capacity to internalize biossorver and heavy metals at different stages of development. As metabolic activity, the microbial community of the perimeter of iron quadrangle soils (MG) has high activity in the degradation of important carbon sources in biogeochemical cycles and bioremediation, which explains the large amount of ORFs found in the notes of sequenced metagenome. the yoke ecosystems and forest that had a greater number of sequences identified for all the genes involved in the resistance process is noteworthy, influx and efflux of metals, and they copper resistance genes, multicooper oxidase ATPase (copA, copB, cueO) multicopper ATPase like (copA, CopB), chrome oxidase (chrA), chrome transport (chrB) and nickel oxidase (nixA). The soils of Sabara and Brumadinho region allocated to, iron quadrangle, have functional diversity for degradation carbon sources such as amino acids and phenolic compounds, and functional genes of great importance for metabolic processes of removing heavy metals by microorganisms, and microorganisms with ability to remove and internalize metals coming from the waste mining being an indication for use in the bioremediation of metals in areas affected by mining. / FAPESP: 2012/20022-6

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-29Bitstream added on 2014-06-13T21:03:51Z : No. of bitstreams: 1 silva_dcg_dr_jabo.pdf: 913437 bytes, checksum: aa269781e66dfd6e36870d5868db52c3 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A ferrugem asiática da soja é causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi. Quatro genes de resistência à ferrugem da soja distintos, Rpp1 a 4, foram descritos. O objetivo deste trabalho foi mapear geneticamente os genes de resistência Rpp2 e Rpp4 e identificar genes induzidos pela resposta de defesa mediada pelo gene Rpp2. Duas populações F2:3 derivadas dos cruzamentos entre as linhagens resistentes PI 230970 (Rpp2) e PI 459025 (Rpp4) com a cultivar suscetível BRS 184, e marcadores SSR, foram utilizados neste estudo. Os locos Rpp2 e Rpp4 foram mapeados nos grupos de ligação J e G da soja, respectivamente, e os marcadores associados terão grande valor no processo de seleção assistida por marcadores para este caráter. Quatro bibliotecas de cDNA, derivadas de folhas do genótipo resistente PI 230970 (Rpp2) e do genótipo suscetível Embrapa 48, obtidas às 24 e 192 horas após a inoculação com esporos de P. pachyrhizi, foram geradas utilizando a metodologia SSH e tiveram seu padrão de expressão avaliado por análise de microarranjos de cDNA. Foram produzidas 3.807 sequências viáveis, das quais 670 foram sequências únicas, sendo 149 destas (22,2%) novas sequências da soja. A categoria funcional mais representativa para as quatro bibliotecas foi proteção celular, defesa e virulência. Apenas 65 trnascritos foram diferencialmente expressos, estando eles envolvidos na geração de espécies reativas de oxigênio, fitoalexinas e proteínas antimicrobianas, morte celular e senescência, modificação, estabilização e degradação protéica, controle da expressão gênica e reforço de parede celular. Este trabalho permitiu a identificação de novas seqüências da soja e contribuiu para a elucidação da estratégia de defesa mediada pelo gene Rpp2. / Asian soybean rust is caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi. Four resistance genes to this disease, Rpp1 to 4, were previously identified. The aim of this work was to identify SSR markers linked to Rpp2 and Rpp4, and to characterize genes up-regulated under soybean-Asian rust interaction. Two F2:3 populations derived from the crosses PI 230970 (Rpp2) x BRS 184 and PI 459025 (Rpp4) x BRS 184, and SSR markers were used for mapping. Rpp2 and Rpp4 loci were mapped on the soybean linkage groups J and G, respectively, and the associated markers will be highly valuable to assist the introduction of these genes into soybean cultivars. Four cDNA libraries derived from leaf samples of the resistant genotype PI 230970 and the susceptible genotype Embrapa 48, obtained at 24 and 192 hours after inoculation, were generated using SSH and evaluated by cDNA microarray analysis. A total of 3,807 reliable ESTs were obtained, 670 from them were unique. The most representative functional category in all libraries was “cell rescue, defense and virulence”. Only 65 transcripts were differentially expressed among treatments, and were involved in the generation of reactive oxygen species, phytoalexins and antimicrobial proteins; cell death and senescence; protein fate; gene expression control; and reinforcement of cell wall. This work produced novel soybean sequences and contributed to the comprehension of the soybean mechanism of resistance to Asian rust mediated by Rpp2.

Orientador: Mara Corrêa Lelles Nogueira / Banca: Doroti de Oliveira Garcia / Banca: Fátima Pereira de Souza / Resumo: As Enterobacteriaceae constituem um importante grupo de patógenos humanos, causadores de infecções hospitalares e comunitárias. Nestas bactérias, a produção de beta-lactamases de espectro estendido (ESBL) é um dos principais mecanismos de resistência aos antibióticos, e responsável pela falha da terapia antimicrobiana. Enterobactérias resistentes a antibióticos são encontradas em águas superficiais e apresentam alta prevalência em águas servidas, inclusive pós-tratamento. Esta realidade caracteriza-se como um importante problema de saúde pública, pois estes ambientes atuam como reservatórios de patógenos humanos e de genes de resistência que se disseminam horizontalmente. Crescentes evidências mostram a relação entre a disseminação ambiental de bactérias resistentes e genes de resistência e a evolução da resistência em bactérias de importância clínica. Este estudo investigou a diversidade de enterobactérias produtoras de ESBL e a presença dos genes blaSHV, blaTEM, blaCTX-M e blaGES em amostras de água coletadas de efluentes hospitalar e comunitário em um município localizado na região noroeste do estado de São Paulo. Genes de resistência foram detectados em várias espécies de Enterobacteriaceae apresentando resistência a diversas classes de antimicrobianos. Estes dados indicam a necessidade de adoção de medidas para o controle da disseminação de bactérias resistentes a antimicrobianos e seus genes no meio ambiente. / Abstract: The Enterobacteriaceae constitutes an important group of human patogens, causing of hospital and communitarian infections. In these bacteria, the production of extended spectrum beta-lactamases (ESBL) is one of the main mechanisms of resistance the antibiotics, responsible for the imperfection of the therapy against infections for gram-negative bacilli. Enterobacteria resistant the antibiotics are found in superficial waters and present high prevalence in served waters, also post-cure. This reality is characterized as an important problem of public health, therefore these environments act as reservoirs of human patogens and genes of resistance that if spread through horizontal transmission. Increasing evidences show the relation between the ambient dissemination of resistant bacteria and genes of resistance and the evolution of the resistance in bacteria of clinical importance. This study it investigated the diversity of producing Enterobacteria of ESBL and the presence of the genes blaSHV, blaTEM, blaCTX-M and blaGES in water samples collected in the system of sewers in a city located in the region the northwest of the state of São Paulo. The respective genes of resistance had been detected in several strains producing of ESBL presenting profile of multiple resistant to the diverse antimicrobials groups, suggesting the necessity of the surveillance and the adoption of measures for the control of the dissemination of the genes of resistance in the environment. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-10-26Bitstream added on 2014-06-13T20:35:44Z : No. of bitstreams: 1 ruiz_lgp_me_sjrp.pdf: 1611382 bytes, checksum: e9dd037c5c8d3c485f14ae8a1628ab2e (MD5) / As Enterobacteriaceae constituem um importante grupo de patógenos humanos, causadores de infecções hospitalares e comunitárias. Nestas bactérias, a produção de beta-lactamases de espectro estendido (ESBL) é um dos principais mecanismos de resistência aos antibióticos, e responsável pela falha da terapia antimicrobiana. Enterobactérias resistentes a antibióticos são encontradas em águas superficiais e apresentam alta prevalência em águas servidas, inclusive pós-tratamento. Esta realidade caracteriza-se como um importante problema de saúde pública, pois estes ambientes atuam como reservatórios de patógenos humanos e de genes de resistência que se disseminam horizontalmente. Crescentes evidências mostram a relação entre a disseminação ambiental de bactérias resistentes e genes de resistência e a evolução da resistência em bactérias de importância clínica. Este estudo investigou a diversidade de enterobactérias produtoras de ESBL e a presença dos genes blaSHV, blaTEM, blaCTX-M e blaGES em amostras de água coletadas de efluentes hospitalar e comunitário em um município localizado na região noroeste do estado de São Paulo. Genes de resistência foram detectados em várias espécies de Enterobacteriaceae apresentando resistência a diversas classes de antimicrobianos. Estes dados indicam a necessidade de adoção de medidas para o controle da disseminação de bactérias resistentes a antimicrobianos e seus genes no meio ambiente. / The Enterobacteriaceae constitutes an important group of human patogens, causing of hospital and communitarian infections. In these bacteria, the production of extended spectrum beta-lactamases (ESBL) is one of the main mechanisms of resistance the antibiotics, responsible for the imperfection of the therapy against infections for gram-negative bacilli. Enterobacteria resistant the antibiotics are found in superficial waters and present high prevalence in served waters, also post-cure. This reality is characterized as an important problem of public health, therefore these environments act as reservoirs of human patogens and genes of resistance that if spread through horizontal transmission. Increasing evidences show the relation between the ambient dissemination of resistant bacteria and genes of resistance and the evolution of the resistance in bacteria of clinical importance. This study it investigated the diversity of producing Enterobacteria of ESBL and the presence of the genes blaSHV, blaTEM, blaCTX-M and blaGES in water samples collected in the system of sewers in a city located in the region the northwest of the state of São Paulo. The respective genes of resistance had been detected in several strains producing of ESBL presenting profile of multiple resistant to the diverse antimicrobials groups, suggesting the necessity of the surveillance and the adoption of measures for the control of the dissemination of the genes of resistance in the environment.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:24:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCA15MA176.pdf: 1054714 bytes, checksum: 2d3299e450871e4e4ade3ebea0deb419 (MD5) Previous issue date: 2015-07-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Staphylococcus aureus is the major causative agent of bovine mastitis, the main disease affecting dairy cattle. The use of antibiotics is highly relevant for the control of mastitis cases in the properties, and the beta-lactam antibiotics (especially penicillin) and tetracycline are commonly used in animal and human health. Therefore, study of resistance is very important. For this test were selected 90 S. aureus isolated from subclinical mastitis to the characterization of ampicillin, penicillin and tetracycline through the disk diffusion test. Phenotypic characterization of the three antibiotics was determined by the minimum inhibitory concentration using the E-Test® and production of beta-lactamase by cefinase discs. Five resistance genes, blaZ, tet(K), tet(L), tet(M), tet(O) were investigated in all samples. PCR products were sequenced to confirm the results. The resistance was observed in 71%, 77% and 72% of the samples to ampicillin, penicillin and tetracycline, respectively. The MIC90 of the three antibiotics were 2 μg/mL (ampicillin), 1 μg/mL (penicillin), 64 μg/mL (tetracycline). Eighty six percent of beta-lactamase producing samples were identified. Of the 90 samples investigated, 97% amplified blaZ, 84% tet(K), 9% tet(L) and 2% tet(O) 1% tet(M). Four samples showed together tet(L) and tet(K), one sample showed tet(K), tet(M) and tet(O) and 80 samples showed blaZ together with at least one tet gene. The results suggest high resistance rate for the three antimicrobials in the S. aureus samples and high values of MIC50 and MIC90. The blaZ and tet(K) genes investigated were widespread in the herds studied. More studies about phenotypic and molecular character of antimicrobial resistance in S. aureus should be done to provide appropriated control and therapeutic measures / Staphylococcus aureus é o principal agente causador de mastite bovina, principal doença que acomete bovinos leiteiros. O uso de antimicrobianos é de grande relevância para o controle dos casos de mastite nas propriedades, e os antimicrobianos betalactâmicos (principalmente penicilina) e tetraciclina são comumente usados em saúde animal e humana. Dessa forma, o estudo da resistência a esses princípios ativos é de grande importância. Neste trabalho, para caracterizar a resistência à ampicilina, penicilina e tetraciclina foram selecionadas através do teste de disco-difusão 90 amostras de S. aureus isoladas de mastite subclínica resistentes à penicilina ou/e ampicilina ou/e tetraciclina. A caracterização fenotípica aos três antimicrobianos foi determinada pela concentração inibitória mínima - método de E-TEST® - e produção de betalactamase através de discos de cefinase. Foram pesquisadas em todas as amostras cinco genes de resistência, blaZ, tet(K), tet(L), tet(M) e tet(O). Os produtos de PCR foram sequenciados para confirmação dos resultados. Foi observada a resistência em 71 %, 77 % e 72 % das amostras à ampicilina, penicilina e tetraciclina, respectivamente. A MIC90 dos três antimicrobianos foram 2 μg/mL (ampicilina), 1 μg/mL (penicilina), 64 μg/mL (tetraciclina). Foram identificadas 86 % de amostras produtoras de betalactamase. Do total, 97 % amplificaram blaZ, 84 % tet(K), 9 % tet(L), 2 % tet(M), 1 % tet(O). Quatro amostras apresentaram conjuntamente tet(K) e tet(L), uma amostra apresentou tet(K), tet(M) e tet(O) e 80 amostras apresentaram blaZ juntamente com pelo menos um dos genes tet estudados. Os resultados da CIM apontam para um alto índice de resistência dos isolados de S. aureus para os três antimicrobianos e altos valores de CIM50 e CIM90. Os genes blaZ e tet(K) encontram-se amplamente disseminados nos rebanhos estudados. Mais estudos sobre o caráter fenotípico e molecular da resistência aos antimicrobianos em S. aureus devem ser realizados para estabelecer medidas de controle e terapêuticas adequadas

Resumo: A ferrugem asiática da soja, causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi (Sidow & P. Sidow) foi relatada no Brasil ao final da safra 2001 e já nas safras seguintes, ocasionou severas perdas de produtividade. Cinco genes de resistência à ferrugem asiática da soja (Rpp1 a Rpp5) estão descritos na literatura. O objetivo geral deste trabalho foi identificar marcadores moleculares microssatélites ligados ao gene de resistência a P. pachyrhizi presente na linhagem de soja PI 200526. Uma população de plantas F2 derivada do cruzamento entre esta linhagem e a cultivar suscetível Coodetec 208, foi artificialmente inoculada e avaliada quanto à sua reação de resistência à ferrugem. Marcadores microssatélites foram testados nos genitores e em dois bulks contrastantes para possibilitar a identificação de possíveis marcadores ligados. Os três marcadores polimórficos que foram caracterizados como potencialmente associados com a resistência à ferrugem asiática foram, posteriormente, avaliados em toda a população. A resistência comportou-se como governada por um gene com dominância completa. O gene de resistência da PI 200526 foi mapeado no grupo de ligação N da soja, estando próximo ao marcador Sat_166. Existe grande possibilidade de que o gene mapeado neste estudo corresponda ao novo loco de resistência à ferrugem asiática da soja, denominado de Rpp5, recentemente descrito. / Abstract: The Asian soybean rust caused by the Phakopsora pachyrhizi (Sidow & P. Sidow) fungus was related in Brazil at the end of 2001 crop year, and already in the following seasons, caused severe losses in productivity. Five distinct resistance genes to Asian rust (Rpp1 to Rpp5) are described. The main objective of this work was to identify microsatellite markers linked to a resistance gene to P. pachyrhizi present in the soybean line PI 200526. One population of F2 plants originated from the cross between this resistant line and the suscetible cultivar Coodetec 208 was artificially inoculated and evaluated for the Asian rust resistance. Microsatellite markers were tested on parents and in the two contrasting bulks to enable the identification of linked markers. The three polymorphic markers that were identified potentially associated with resistance to Asian rust were then evaluated throughout the progeny. The resistance showed to be governed by a gene with complete dominance. The resistance gene of PI 200526 was mapped on the soybean linkage group N, being close to Sat_166 marker. Possibly, the gene mapped on this linkage group is part of the new locus of resistance to Asian soybean rust, called Rpp5, recently described. / Orientador: Antonio Orlando Di Mauro / Coorientadora: Sandra Helena Unêda Trevisoli / Banca: Eduardo Antonio Gavioli / Banca: Lucimara Chiari / Banca: Janete Apparecida Desidério Sena / Banca: Manoel Victor Franco Lemos / Doutor

Resumo: A ferrugem asiática da soja é causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi. Quatro genes de resistência à ferrugem da soja distintos, Rpp1 a 4, foram descritos. O objetivo deste trabalho foi mapear geneticamente os genes de resistência Rpp2 e Rpp4 e identificar genes induzidos pela resposta de defesa mediada pelo gene Rpp2. Duas populações F2:3 derivadas dos cruzamentos entre as linhagens resistentes PI 230970 (Rpp2) e PI 459025 (Rpp4) com a cultivar suscetível BRS 184, e marcadores SSR, foram utilizados neste estudo. Os locos Rpp2 e Rpp4 foram mapeados nos grupos de ligação J e G da soja, respectivamente, e os marcadores associados terão grande valor no processo de seleção assistida por marcadores para este caráter. Quatro bibliotecas de cDNA, derivadas de folhas do genótipo resistente PI 230970 (Rpp2) e do genótipo suscetível Embrapa 48, obtidas às 24 e 192 horas após a inoculação com esporos de P. pachyrhizi, foram geradas utilizando a metodologia SSH e tiveram seu padrão de expressão avaliado por análise de microarranjos de cDNA. Foram produzidas 3.807 sequências viáveis, das quais 670 foram sequências únicas, sendo 149 destas (22,2%) novas sequências da soja. A categoria funcional mais representativa para as quatro bibliotecas foi proteção celular, defesa e virulência. Apenas 65 trnascritos foram diferencialmente expressos, estando eles envolvidos na geração de espécies reativas de oxigênio, fitoalexinas e proteínas antimicrobianas, morte celular e senescência, modificação, estabilização e degradação protéica, controle da expressão gênica e reforço de parede celular. Este trabalho permitiu a identificação de novas seqüências da soja e contribuiu para a elucidação da estratégia de defesa mediada pelo gene Rpp2. / Abstract: Asian soybean rust is caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi. Four resistance genes to this disease, Rpp1 to 4, were previously identified. The aim of this work was to identify SSR markers linked to Rpp2 and Rpp4, and to characterize genes up-regulated under soybean-Asian rust interaction. Two F2:3 populations derived from the crosses PI 230970 (Rpp2) x BRS 184 and PI 459025 (Rpp4) x BRS 184, and SSR markers were used for mapping. Rpp2 and Rpp4 loci were mapped on the soybean linkage groups J and G, respectively, and the associated markers will be highly valuable to assist the introduction of these genes into soybean cultivars. Four cDNA libraries derived from leaf samples of the resistant genotype PI 230970 and the susceptible genotype Embrapa 48, obtained at 24 and 192 hours after inoculation, were generated using SSH and evaluated by cDNA microarray analysis. A total of 3,807 reliable ESTs were obtained, 670 from them were unique. The most representative functional category in all libraries was "cell rescue, defense and virulence". Only 65 transcripts were differentially expressed among treatments, and were involved in the generation of reactive oxygen species, phytoalexins and antimicrobial proteins; cell death and senescence; protein fate; gene expression control; and reinforcement of cell wall. This work produced novel soybean sequences and contributed to the comprehension of the soybean mechanism of resistance to Asian rust mediated by Rpp2. / Orientador: Antonio Orlando Di Mauro / Coorientador: Ricardo Vilela Abdelnoor / Coorientador: Alexandre Lima Nepomuceno / Banca: Manoel Victor Franco Lemos / Banca: Rinaldo César de Paula / Banca: José Baldin Pinheiro / Banca: Francismar Corrêa Marcelino / Doutor