O enfezamento vermelho do milho, causado por um fitoplasma, é uma das mais importantes doenças da cultura. Os danos ocasionados são relevantes, resultando em perdas econômicas significativas. Aspectos relacionados à interação milho-fitoplasma têm sido pouco investigados e, por consequência, são escassas as informações sobre alterações fisiológicas e bioquímicas que ocorrem no hospedeiro. O objetivo do presente trabalho foi justamente estudar as alterações bioquímicas que ocorrem em plantas de milho infectadas pelo agente causal do enfezamento vermelho. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas. Na primeira, foram determinadas as alterações no conteúdo de proteínas e fenóis e na atividade das enzimas ß-1,3 glucanase e quitinase em nove híbridos comerciais de milho, experimentalmente inoculados com o fitoplasma. Na segunda etapa, dentre os nove híbridos, foram selecionados o mais resistente e o mais suscetível, sendo feita avaliação das alterações de proteínas, fenóis, clorofilas, açúcares redutores, peroxidase, ß-1,3 glucanase e quitinase em plantas infectadas pelo fitoplasma. Os ensaios foram conduzidos em casas teladas, sendo as plantas inoculadas aos 10 dias após a semeadura, através de 7-10 insetos infectivos da cigarrinha Dalbulus maidis por planta. A partir do aparecimento dos sintomas, amostras de folhas foram analisadas periodicamente para as determinações dos parâmetros bioquímicos. Para os nove híbridos, foi demonstrado um aumento médio de 20% no teor de proteínas, 90% de fenóis, 140% de quitinase e de 160% de ß-1,3 glucanase, em plantas inoculadas. Nos ensaios com os híbridos resistente e suscetível inoculados, os resultados mostraram que houve um aumento em todos os parâmetros bioquímicos avaliados, exceção feita à clorofila, cujo teor foi reduzido em função da infecção pelo patógeno. De modo geral, os valores obtidos para os diferentes parâmetros foram mais elevados no híbrido suscetível quando comparados ao híbrido resistente. O aumento das concentrações de proteínas, açúcares redutores e fenóis em plantas inoculadas revela alteração nos processos metabólicos do hospedeiro decorrentes da infecção pelo patógeno. Alterações nas atividades enzimáticas parecem fazer parte de uma resposta inespecífica de defesa. A redução na quantidade de clorofila total indica que o fitoplasma pode interferir no mecanismo fotossintético, podendo levar ao aceleramento do processo de senescência foliar. / Maize bushy stunt , caused by a phytoplasma, is an important disease of corn crop. The damages are relevant, resulting in significant economic losses. Aspects related to corn-phytoplasma interaction has been little investigated and consequently information about physiological and biochemical alterations that occur in the host are rare. Thus, the objective of the present work was to study biochemical alterations that occur in corn plants infected by the maize bushy stunt phytoplasma. The work was carried out on two steps. First, using 9 commercial hybrids, alterations in the levels of protein and phenol and in the activities of the enzymes b-1,3 glucanase and chitinase, in plants inoculated with the phytoplasma were determinated. In the second step, among the 9 hybrids the most resistant and the most susceptible one was selected and changes in protein, phenol, clorophyl, reducing sugar, peroxidase, b-1,3 glucanase and chitinase in infected plants. were evaluated. The experiments were carried out inside greenhouse, and the corn plants were inoculated by using infective Dalbulus maidis leafhoppers 10 days after seeding. When symptoms started to appear, leaf samples were harvested at different times for the biochemical analyses. It was shown an average increase of 20% in protein and 90% in phenol content and increases around 140% and 160% in the activities of chitinases and b–1,3-glucanases, respectively, in all 9 hybrids tested. When only the most susceptible and resistant hybrids were inoculated, the results showed an increase in all biochemical parameters evaluated, with exception for the chlorophyll content that decreased. In a general way, the values observed for the compounds and enzyme activities were higher in the susceptible hybrid when compared to the resistant one. The increases in protein, reducing sugar and phenol contents in inoculated plants point out changes in host metabolism due to the phytoplasma. The changes in enzyme activity seems to be an unspecific response of the plant to the pathogen and the reduction in chlorophyll content shows that the phytoplasma can interfere in photosynthesis and perhaps speedy senescence in the leaf tissue.

Replication of genetic material is the most important and central process during the viral life cycle. Most RNA viruses assign one or more proteins translated from their own genome for replicating genomic RNAs. Understanding the various biochemical activities of these replication proteins is the aim of this dissertation research. The replicase proteins of Turnip crinkle virus (TCV) and Tomato bushy stunt virus (TBSV) were selected for this study. Both viruses have small, messenger-sense, single-stranded RNA genomes. Replicase proteins p28/p88 of TCV and p33/p92 of TBSV- were expressed and purified from E. coli as N-terminal fusions to maltose binding protein. In vitro assays revealed that the recombinant p88 has RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) and RNAbinding activities. Deletion of the N-terminal p28 domain in p88 resulted in a highly active RdRp, while further deletions at both N- and C-terminal ends abolished RdRp activity. Comparison of p88, the N-terminal p28-deletion mutant of p88 and a TCV RdRp preparation obtained from infected plants revealed remarkable similarities in RNA template recognition and plus and minus strands synthesis. Contrary to recombinant TCV RdRp activities under similar experimental conditions. p33 preferentially binds to singlestranded (ss) RNA with positive cooperativity in vitro. The RNA binding activity was mapped to arginine/proline-rich motif (RPR-motif) at the C-terminus of p33 and the corresponding sequence in p92. The non-overlapping C-terminal domain of p92 also contained additional RNA-binding regions that flank the conserved RdRp motifs on both sides. Cooperative RNA binding by p33 suggested inter-molecular interactions between p33 monomers. Indeed the yeast two-hybrid and surface plasmon resonance assays revealed interactions between p33 and p33 and also between p33 and p92. The sequence involved in the protein-protein interactions was mapped to the C-terminal region in p33, proximal to RPR-motif. Within this region, mutations introduced at two short stretches of amino acid residues were found to affect p33:p33 and p33:p92 interactions in vivo and also decreased the replication of a TBSV-defective interfering RNA in yeast, a model system, supporting the significance of these protein interactions in tombusvirus replication.

Phytoplasmas are bacteria with a persistent propagative transmission by insect vectors that generates direct and indirect interactions among them. In order to understand these interactions for maize bushy stunt phytoplasma (MBSP) and the leafhopper vector Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae), two research lines were addressed. The first one aimed to determine the indirect effects of maize infection by MBSP on some biological and behavioral parameters of the vector, whereas a second line investigated direct interactions of the phytoplasma with D. maidis during its movement through the vector body following acquisition from plants, and associated microbiota. Indirect effects were investigated in choice experiments in which alighting and oviposition preferences by D. maidis were compared on healthy vs. MBSP-infected plants with variable incubation time (diseased plants with early and advanced symptoms, or still asymptomatic). Likewise, indirect effect of MBSP on the D. maidis biology was determined in two life table experiments in which the vector was reared on healthy vs. MBSP-infected plants expressing advanced disease symptoms or still asymptomatic. Choice experiments showed that alighting and oviposition preferences of D. maidis on MBSP-infected plants compared to healthy plants depend on the pathogen incubation period in the plant. The leafhopper preferred MBSP-infected plants over healthy ones during the asymptomatic phase of the disease, but rejected infected plants with advanced symptoms. The vector was able to acquire MBSP from asymptomatic infected plants shortly (3 days) after inoculation, but transmission efficiency increased when acquisition occurred at later stages of the pathogen incubation period (≥14 days) in the source plants and the test plants showed disease symptoms faster. These results suggest that MBSP modulates D. maidis preference for asymptomatic infected plants in the early stages of the crop, allowing rapid spread of this pathogen. Maize infection by the phytoplasma had a neutral effect on most life table parameters of D. maidis; a lower net reproductivity rate (Ro) was observed in the cohort reared on MBSP-infected plants with advanced symptoms, which was compensated to some extent by a higher sexual ratio. MBSP acquisition by all vector nymphal stadia was confirmed by PCR, and the pathogen as detected in both male and female reproductive organs. Concerning direct MBSP-vector interactions, transmission electron microscopy analyses showed phytoplasma-like cells in the midgut lumen, microvilli and epithelial cells, suggesting that MBSP enters the epithelium midgut through the microvilli wall. Within the epithelial cells, mitochondria and bacteria-like cells (possibly endosymbionts) were observed together with masses of phythoplasma-like cells. In the hemocoel, phytoplasma-like cells grouped into a matrix were also observed in association with bacteria-like cells similar to those observed in the midgut epithelium. Similar associations were found in the salivary gland. Interestingly, in-situ hybridization (FISH) technique revealed a variation in diversity and abundance of the microbiota in intestine and salivary glands of D. maidis adults over time after MBSP acquisition from plants. Sulcia sp., Cardinium sp. and eubacteria increased their abundance over time, whereas Rickettsia sp. decreased. The frequent association of the vector microbiota with the phytoplasma in some tissues of D. maidis suggests that endosymbiotic bacteria may play some role in MBSP-vector interactions. / Fitoplasmas são bactérias transmitidas de forma persistente propagativa por insetos vetores, havendo interações diretas e indiretas envolvendo tais organismos. Para entender algumas dessas interações no caso do enfezamento vermelho do milho, associado ao \'maize bushy stunt phytoplasma\' (MBPS) e à cigarrinha vetora Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae), foram desenvolvidas duas linhas de trabalho. Na primeira determinou-se o efeito indireto de MBSP no comportamento e biologia do vetor, enquanto que na segunda estudaram-se as interações diretas do fitoplasma com o vetor durante sua movimentação através de órgãos internos e associação com a microbiota do inseto. O efeito indireto no comportamento foi demostrado em testes de escolha nos quais se variou o período de incubação de MBSP na planta (plantas com sintomas iniciais ou avançados da doença, e plantas infectadas assintomáticas) sobre a preferência para pouso e oviposição pelo vetor. O efeito indireto na biologia do D. maidis foi estabelecido em dois experimentos de tabela de vida, alimentando o inseto durante seu ciclo de vida em plantas de milho sadias ou plantas infectadas com o fitoplasma em dois tempos de incubação (plantas com sintomas avançados da doença e plantas infectadas assintomáticas). Os testes de escolha mostraram que a preferência de D. maidis para pouso e oviposição em plantas infectadas por MBSP em relação a plantas sadias depende do período de incubação do patógeno na planta. A cigarrinha preferiu plantas infectadas por MBSP na fase assintomática da doença, mas rejeitou plantas com sintomas avançados. Ocorreu aquisição do fitoplasma pelo vetor em plantas assintomáticas a partir de 3 dias após a inoculação, mas a eficiência de transmissão aumentou após 14 dias de incubação do patógeno na planta-fonte, e diminuiu o tempo para expressão de sintomas nas plantas-teste inoculadas. Os resultados sugerem que MBSP modula a preferência do vetor para plantas infectadas no estágio inicial da cultura de modo a permitir sua rápida disseminação. O efeito da infecção de plantas por MBSP na biologia de D. maidis mostrou ser neutro para a maioria dos parâmetros biológicos estimados; houve menor taxa líquida de reprodução (Ro), que foi compensada por maior razão sexual, para insetos criados em plantas com sintomas avançados. Verificou-se, por PCR, aquisição do fitoplasma por todos os estádios ninfais do vetor e sua presença em órgãos reprodutivos dos adultos. Por microscopia eletrônica de transmissão, observaram-se células do tipo fitoplasma no lúmen, microvilosidades e células epiteliais do mesêntero de D. maidis, sugerindo que o MBSP penetra no epitélio através das microvilosidades. No epitélio intestinal, foram observadas massas de células do tipo fitoplasma próximas a mitocôndrias e células bacterianas, possíveis endossimbiontes. Na hemocele, também foram observadas células do tipo fitoplasma agrupadas numa matriz, em associação com bactérias similares às observadas no intestino. Associações semelhantes foram observadas na glândula salivar. A técnica de FISH revelou uma variação na riqueza e abundância das espécies na da microbiota no mesêntero e glândula salivar de D. maidis em função do tempo após a aquisição de MBSP. A abundância de Sulcia sp., Cardinium sp. e eubacteria aumentou, enquanto que a de Rickettsia sp. decresceu. A associação frequente dessas bactérias com fitoplasma em alguns tecidos de D. maidis sugere que endossimbiontes possam ter um papel nas interações fitoplasma-vetor.

O milho (Zea mays L.) é uma cultura de grande importância para o agronegócio brasileiro, que enfrenta diversos problemas fitossanitários. Dentre as doenças destaca-se o enfezamento vermelho, que está associado ao molicute fitopatogênico, \'maize bushy stunt phytoplasma\' (MBSP). Este fitoplasma é transmitido por um grupo restrito de cicadelídeos (Hemiptera: Cicadellidae), constituído principalmente por espécies do gênero Dalbulus; no Brasil é relatada a presença de apenas uma espécie vetora, a cigarrinha-do-milho, Dalbulus maidis (DeLong & Wolcott). A cigarrinha-do-milho possui profunda associação e coevolução com o milho, sendo considerada específica dessa cultura. No México há relatos de D. maidis se desenvolvendo em espécies selvagens do gênero Zea e Tripsacum. Mas no Brasil a única planta hospedeira conhecida de D. maidis é o milho. Portanto, não se sabe como esta cigarrinha, assim como o fitoplasma por ela transmitido, sobrevivem ao longo período de entressafra que ocorre em algumas regiões brasileiras. Estudos têm demonstrado que a presença de fitopatógenos na planta e nos insetos e as alterações por eles causadas na fisiologia dos mesmos, podem melhorar desempenho biológico do inseto vetor. No México, MBSP é altamente patogênico a outras espécies de cigarrinhas do gênero Dalbulus que se alimentam no milho e competem com D. maidis. Considerando-se que no Brasil outras espécies de cigarrinhas apresentam pequenas populações em milho, postulase que este fitoplasma as afete negativamente, reduzindo sua capacidade de competição com D. maidis. O presente trabalho investigou possíveis plantas hospedeiras alternativas do inseto e do fitoplasma, outros possíveis vetores do MBSP, e o efeito do fitoplasma na sobrevivência de D. maidis e em alguns parâmetros biológicos desse vetor e do cicadelídeo Agallia albidula Uhler, espécie não vetora, presente na vegetação espontânea da cultura do milho. Dez espécies de plantas daninhas em milharais foram submetidas à inoculação de MBSP com adultos infectivos de D. maidis, mas em nenhuma delas foi detectada a infecção pelo fitoplasma, indicando que o fitoplasma possui alta especificidade em relação a plantas hospedeiras. Duas espécies de cicadelídeos comuns na vegetação rasteira de cultivos de milho, A. albidula e Planicephalus flavicosta (Stål) foram testadas como vetores de MBSP, e nenhuma delas foi capaz de transmitir o patógeno para o milho, indicando que a especificidade de vetores também é elevada. A infecção de D. maidis por MBSP afetou negativamente a sobrevivência de adultos deste inseto vetor. Por outro lado, plantas de milho infectadas por MBSP estimularam a oviposição das cigarrinhas D. maidis e A. albidula. Entretanto, a sobrevivência de ninfas de A. albidula foi muito baixa tanto em plantas sadias quanto em plantas infectadas pelo fitoplasma, indicando que o milho, independentemente do fitoplasma, não é um bom hospedeiro para desenvolvimento de A. albidula. / Corn (Zea mays L.) is an important crop for Brazilian agribusiness, but it is affected by various pests and diseases. A stunting disease associated with the phytopathogenic mollicute, maize bushy stunt phytoplasma (MBPS), is a one of the main problems. This phytoplasma is transmitted by a narrow range of leafhoppers (Hemiptera: Cicadellidae), mainly in the genus Dalbulus. In Brazil, the only known vector is the corn leafhopper, Dalbulus maidis (DeLong & Walcott). The corn leafhopper has a deep association and co-evolution with corn, and it is thought to be specific to this crop. In Mexico there are reports of D. maidis developing on wild species of Zea and Tripsacum. Because corn is the only known host of D. maidis in Brazil, it is unknown how this leafhopper and MBSP survive the long corn off-season that occurs in some Brazilian growing regions. Studies have shown that the presence of pathogens in plants and insects and the physiological changes caused by them can improve the biological performance of insect vectors. In Mexico, MBSP is highly pathogenic to some Dalbulus species that feed on corn and compete with D. maidis. Considering that in Brazil other leafhopper species have small populations in corn, it is postulated that MBSP may negatively affect them and reduce their ability to compete with D. maidis. The current study investigated possible alternative host plants of MBSP and D. maidis, other possible leafhopper vectors of MBSP and the effects of the phytoplasma on D. maidis survival and in some biological parameters of this vector and of Agallia albidula Uhler, a non-vector leafhopper present in the weedy vegetation of corn fields. Ten weed species commonly present in corn fields were inoculated with MBSP by infective adults of D. maidis, but none of them became infected with the phytoplasma, suggesting that MBSP has high host plant specificity. Two leafhopper species that inhabit the weedy vegetation of corn fields, A. albidula e Planicephalus flavicosta (Stål), were tested as vectors of MBSP, but none of them was able to transmit the pathogen to corn, indicating that the vector specificity of this phytoplasma is also high. Infection of D. maidis by MBSP negatively affected adult survival. On the other hand, infection of corn plants by MBSP induced higher oviposition by D. maidis and A. albidula. However, the survival of A. albidula nymphs was very low not only on infected plants, but also on healthy corn plants, indicating corn is not a suitable developmental host for A. albidula, regardless of the phytoplasma infection.

O milho (Zea mays L.) é uma cultura de grande importância para o agronegócio brasileiro, que enfrenta diversos problemas fitossanitários. Dentre as doenças destaca-se o enfezamento vermelho, que está associado ao molicute fitopatogênico, \'maize bushy stunt phytoplasma\' (MBSP). Este fitoplasma é transmitido por um grupo restrito de cicadelídeos (Hemiptera: Cicadellidae), constituído principalmente por espécies do gênero Dalbulus; no Brasil é relatada a presença de apenas uma espécie vetora, a cigarrinha-do-milho, Dalbulus maidis (DeLong & Wolcott). A cigarrinha-do-milho possui profunda associação e coevolução com o milho, sendo considerada específica dessa cultura. No México há relatos de D. maidis se desenvolvendo em espécies selvagens do gênero Zea e Tripsacum. Mas no Brasil a única planta hospedeira conhecida de D. maidis é o milho. Portanto, não se sabe como esta cigarrinha, assim como o fitoplasma por ela transmitido, sobrevivem ao longo período de entressafra que ocorre em algumas regiões brasileiras. Estudos têm demonstrado que a presença de fitopatógenos na planta e nos insetos e as alterações por eles causadas na fisiologia dos mesmos, podem melhorar desempenho biológico do inseto vetor. No México, MBSP é altamente patogênico a outras espécies de cigarrinhas do gênero Dalbulus que se alimentam no milho e competem com D. maidis. Considerando-se que no Brasil outras espécies de cigarrinhas apresentam pequenas populações em milho, postulase que este fitoplasma as afete negativamente, reduzindo sua capacidade de competição com D. maidis. O presente trabalho investigou possíveis plantas hospedeiras alternativas do inseto e do fitoplasma, outros possíveis vetores do MBSP, e o efeito do fitoplasma na sobrevivência de D. maidis e em alguns parâmetros biológicos desse vetor e do cicadelídeo Agallia albidula Uhler, espécie não vetora, presente na vegetação espontânea da cultura do milho. Dez espécies de plantas daninhas em milharais foram submetidas à inoculação de MBSP com adultos infectivos de D. maidis, mas em nenhuma delas foi detectada a infecção pelo fitoplasma, indicando que o fitoplasma possui alta especificidade em relação a plantas hospedeiras. Duas espécies de cicadelídeos comuns na vegetação rasteira de cultivos de milho, A. albidula e Planicephalus flavicosta (Stål) foram testadas como vetores de MBSP, e nenhuma delas foi capaz de transmitir o patógeno para o milho, indicando que a especificidade de vetores também é elevada. A infecção de D. maidis por MBSP afetou negativamente a sobrevivência de adultos deste inseto vetor. Por outro lado, plantas de milho infectadas por MBSP estimularam a oviposição das cigarrinhas D. maidis e A. albidula. Entretanto, a sobrevivência de ninfas de A. albidula foi muito baixa tanto em plantas sadias quanto em plantas infectadas pelo fitoplasma, indicando que o milho, independentemente do fitoplasma, não é um bom hospedeiro para desenvolvimento de A. albidula. / Corn (Zea mays L.) is an important crop for Brazilian agribusiness, but it is affected by various pests and diseases. A stunting disease associated with the phytopathogenic mollicute, maize bushy stunt phytoplasma (MBPS), is a one of the main problems. This phytoplasma is transmitted by a narrow range of leafhoppers (Hemiptera: Cicadellidae), mainly in the genus Dalbulus. In Brazil, the only known vector is the corn leafhopper, Dalbulus maidis (DeLong & Walcott). The corn leafhopper has a deep association and co-evolution with corn, and it is thought to be specific to this crop. In Mexico there are reports of D. maidis developing on wild species of Zea and Tripsacum. Because corn is the only known host of D. maidis in Brazil, it is unknown how this leafhopper and MBSP survive the long corn off-season that occurs in some Brazilian growing regions. Studies have shown that the presence of pathogens in plants and insects and the physiological changes caused by them can improve the biological performance of insect vectors. In Mexico, MBSP is highly pathogenic to some Dalbulus species that feed on corn and compete with D. maidis. Considering that in Brazil other leafhopper species have small populations in corn, it is postulated that MBSP may negatively affect them and reduce their ability to compete with D. maidis. The current study investigated possible alternative host plants of MBSP and D. maidis, other possible leafhopper vectors of MBSP and the effects of the phytoplasma on D. maidis survival and in some biological parameters of this vector and of Agallia albidula Uhler, a non-vector leafhopper present in the weedy vegetation of corn fields. Ten weed species commonly present in corn fields were inoculated with MBSP by infective adults of D. maidis, but none of them became infected with the phytoplasma, suggesting that MBSP has high host plant specificity. Two leafhopper species that inhabit the weedy vegetation of corn fields, A. albidula e Planicephalus flavicosta (Stål), were tested as vectors of MBSP, but none of them was able to transmit the pathogen to corn, indicating that the vector specificity of this phytoplasma is also high. Infection of D. maidis by MBSP negatively affected adult survival. On the other hand, infection of corn plants by MBSP induced higher oviposition by D. maidis and A. albidula. However, the survival of A. albidula nymphs was very low not only on infected plants, but also on healthy corn plants, indicating corn is not a suitable developmental host for A. albidula, regardless of the phytoplasma infection.

Phytoplasmas are bacteria with a persistent propagative transmission by insect vectors that generates direct and indirect interactions among them. In order to understand these interactions for maize bushy stunt phytoplasma (MBSP) and the leafhopper vector Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae), two research lines were addressed. The first one aimed to determine the indirect effects of maize infection by MBSP on some biological and behavioral parameters of the vector, whereas a second line investigated direct interactions of the phytoplasma with D. maidis during its movement through the vector body following acquisition from plants, and associated microbiota. Indirect effects were investigated in choice experiments in which alighting and oviposition preferences by D. maidis were compared on healthy vs. MBSP-infected plants with variable incubation time (diseased plants with early and advanced symptoms, or still asymptomatic). Likewise, indirect effect of MBSP on the D. maidis biology was determined in two life table experiments in which the vector was reared on healthy vs. MBSP-infected plants expressing advanced disease symptoms or still asymptomatic. Choice experiments showed that alighting and oviposition preferences of D. maidis on MBSP-infected plants compared to healthy plants depend on the pathogen incubation period in the plant. The leafhopper preferred MBSP-infected plants over healthy ones during the asymptomatic phase of the disease, but rejected infected plants with advanced symptoms. The vector was able to acquire MBSP from asymptomatic infected plants shortly (3 days) after inoculation, but transmission efficiency increased when acquisition occurred at later stages of the pathogen incubation period (≥14 days) in the source plants and the test plants showed disease symptoms faster. These results suggest that MBSP modulates D. maidis preference for asymptomatic infected plants in the early stages of the crop, allowing rapid spread of this pathogen. Maize infection by the phytoplasma had a neutral effect on most life table parameters of D. maidis; a lower net reproductivity rate (Ro) was observed in the cohort reared on MBSP-infected plants with advanced symptoms, which was compensated to some extent by a higher sexual ratio. MBSP acquisition by all vector nymphal stadia was confirmed by PCR, and the pathogen as detected in both male and female reproductive organs. Concerning direct MBSP-vector interactions, transmission electron microscopy analyses showed phytoplasma-like cells in the midgut lumen, microvilli and epithelial cells, suggesting that MBSP enters the epithelium midgut through the microvilli wall. Within the epithelial cells, mitochondria and bacteria-like cells (possibly endosymbionts) were observed together with masses of phythoplasma-like cells. In the hemocoel, phytoplasma-like cells grouped into a matrix were also observed in association with bacteria-like cells similar to those observed in the midgut epithelium. Similar associations were found in the salivary gland. Interestingly, in-situ hybridization (FISH) technique revealed a variation in diversity and abundance of the microbiota in intestine and salivary glands of D. maidis adults over time after MBSP acquisition from plants. Sulcia sp., Cardinium sp. and eubacteria increased their abundance over time, whereas Rickettsia sp. decreased. The frequent association of the vector microbiota with the phytoplasma in some tissues of D. maidis suggests that endosymbiotic bacteria may play some role in MBSP-vector interactions. / Fitoplasmas são bactérias transmitidas de forma persistente propagativa por insetos vetores, havendo interações diretas e indiretas envolvendo tais organismos. Para entender algumas dessas interações no caso do enfezamento vermelho do milho, associado ao \'maize bushy stunt phytoplasma\' (MBPS) e à cigarrinha vetora Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae), foram desenvolvidas duas linhas de trabalho. Na primeira determinou-se o efeito indireto de MBSP no comportamento e biologia do vetor, enquanto que na segunda estudaram-se as interações diretas do fitoplasma com o vetor durante sua movimentação através de órgãos internos e associação com a microbiota do inseto. O efeito indireto no comportamento foi demostrado em testes de escolha nos quais se variou o período de incubação de MBSP na planta (plantas com sintomas iniciais ou avançados da doença, e plantas infectadas assintomáticas) sobre a preferência para pouso e oviposição pelo vetor. O efeito indireto na biologia do D. maidis foi estabelecido em dois experimentos de tabela de vida, alimentando o inseto durante seu ciclo de vida em plantas de milho sadias ou plantas infectadas com o fitoplasma em dois tempos de incubação (plantas com sintomas avançados da doença e plantas infectadas assintomáticas). Os testes de escolha mostraram que a preferência de D. maidis para pouso e oviposição em plantas infectadas por MBSP em relação a plantas sadias depende do período de incubação do patógeno na planta. A cigarrinha preferiu plantas infectadas por MBSP na fase assintomática da doença, mas rejeitou plantas com sintomas avançados. Ocorreu aquisição do fitoplasma pelo vetor em plantas assintomáticas a partir de 3 dias após a inoculação, mas a eficiência de transmissão aumentou após 14 dias de incubação do patógeno na planta-fonte, e diminuiu o tempo para expressão de sintomas nas plantas-teste inoculadas. Os resultados sugerem que MBSP modula a preferência do vetor para plantas infectadas no estágio inicial da cultura de modo a permitir sua rápida disseminação. O efeito da infecção de plantas por MBSP na biologia de D. maidis mostrou ser neutro para a maioria dos parâmetros biológicos estimados; houve menor taxa líquida de reprodução (Ro), que foi compensada por maior razão sexual, para insetos criados em plantas com sintomas avançados. Verificou-se, por PCR, aquisição do fitoplasma por todos os estádios ninfais do vetor e sua presença em órgãos reprodutivos dos adultos. Por microscopia eletrônica de transmissão, observaram-se células do tipo fitoplasma no lúmen, microvilosidades e células epiteliais do mesêntero de D. maidis, sugerindo que o MBSP penetra no epitélio através das microvilosidades. No epitélio intestinal, foram observadas massas de células do tipo fitoplasma próximas a mitocôndrias e células bacterianas, possíveis endossimbiontes. Na hemocele, também foram observadas células do tipo fitoplasma agrupadas numa matriz, em associação com bactérias similares às observadas no intestino. Associações semelhantes foram observadas na glândula salivar. A técnica de FISH revelou uma variação na riqueza e abundância das espécies na da microbiota no mesêntero e glândula salivar de D. maidis em função do tempo após a aquisição de MBSP. A abundância de Sulcia sp., Cardinium sp. e eubacteria aumentou, enquanto que a de Rickettsia sp. decresceu. A associação frequente dessas bactérias com fitoplasma em alguns tecidos de D. maidis sugere que endossimbiontes possam ter um papel nas interações fitoplasma-vetor.

Most rice protection methods have currently used toxic chemicals to control pathogens and pests, which leads to environmental pollution. Systemic acquired resistance (SAR) taking advantage of natural defence reaction of plants could be proposed as an alternative, ecologically friendly approach for plant protection. Its application into rice production could minimize the chemicals quantity used and could contribute to the decrease of environmental pollution and the development of sustainable agriculture. The research was conducted to select the most effective chemical and suitable method to improve the health of rice plants infected by grassy stunt disease in net-house of Can Tho University. SAR chemicals were used at very low concentrations (in mM). Results showed that the height of rice plants treated with SAR chemicals was higher than that of plants untreated. Besides, the number of diseased plants was reduced and the ratio of firm grain and yield increased when plants were applied by SAR. Among the used substances, oxalic acid provided the best systemic acquired resistance. With oxalic acid, seed soaking was better than seed coating in systemic acquired resistance against rice grassy stunt disease. / Hầu hết các phương pháp sản xuất lúa hiện nay đều sử dụng các hóa chất độc hại trong việc phòng trừ bệnh và côn trùng gây hại, nên dẫn đến ô nhiễm môi trường. Kích thích tính kháng lưu dẫn giúp kích hoạt cơ chế tự nhiên kháng bệnh của cây có thể là giải pháp bảo vệ thực vật thay thế an toàn với môi trường. Việc ứng dụng tiến bộ này vào trong sản xuất lúa có thể làm giảm lượng hóa chất sử dụng, đóng góp vào việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường và sự phát triển của một nền nông nghiệp bền vững. Nghiên cứu đã được thực hiện tại nhà lưới trường Đại học Cần Thơ để tuyển chọn hóa chất và phương pháp sử dụng hóa chất để tăng cường sức khỏe giúp cây lúa vượt qua bệnh vàng lùn. Hóa chất kích kháng được sử dụng ở một nồng độ rất thấp (đơn vị là mM). Kết quả cho thấy chiều cao cây lúa khi xử lý chất kích kháng tốt hơn so đối chứng không xử lý. Bên cạnh đó, số cây lúa nhiễm bệnh giảm, tỉ lệ hạt chắc và năng suất tăng khi cây lúa được xử lý với chất kích kháng. Trong số các chất kích kháng đã sử dụng, acid oxalic cho hiệu quả vượt trội. Với chất acid oxalic, phương pháp ngâm hạt cho hiệu quả kích kháng tốt hơn phương pháp áo hạt.

O enfezamento vermelho, causado por um fitoplasma, foi registrado no Brasil no início da década de setenta, sendo relatado como de pequena importância para a cultura do milho. A partir de meados dos anos oitenta, com a introdução dos plantios de safrinha e dos cultivos irrigados, a doença passou a ser considerada de relevância econômica. Atualmente, o enfezamento se constitui em uma das mais importantes doenças do milho, sendo, inclusive, fator limitante para produção em função da região, do híbrido escolhido e da época de plantio.Um ponto crítico no manejo da doença se refere ao escasso conhecimento sobre a sobrevivência do patógeno e do inseto vetor (Dalbulus maidis) durante a ausência da cultura do milho no campo. Este tipo de informação pode ser útil principalmente na redução do inóculo inicial do patógeno, visando um controle mais eficiente da doença. Assim sendo, o presente trabalho teve por objetivo avaliar algumas gramíneas, usadas na formação de pastagens, e espécies daninhas, que ocorrem na cultura do milho, como potenciais hospedeiros alternativos do fitoplasma e do seu vetor . Treze espécies de capins e ervas daninhas foram experimentalmente inoculadas com o fitoplasma do enfezamento vermelho do milho, através de cigarrinhas infectivas. Avaliações foram feitas com base na observação de sintomas, na detecção molecular do fitoplasma nos tecidos das plantas inoculadas e na contagem de insetos sobreviventes nestas plantas inoculadas. A detecção foi feita por duplo PCR e a identificação do fitoplasma foi realizada pela análise de RFLP, com as enzimas de restrição AluI, RsaI, KpnI e MboI. Das treze espécies testadas, o fitoplasma foi encontrado nos capins colonião (Panicum maximum), marmelada (Brachiaria plantaginea) e braquiária (Brachiaria decumbens), através da amplificação do 16S rDNA, visualizado em gel de agarose na forma de bandas. Os insetos sobreviveram nos três capins até o final do período de experimentação, revelando que os capins foram capazes de abrigar a cigarrinha. Estes resultados demonstraram a possibilidade destas espécies atuarem como potenciais hospedeiros alternativos para o patógeno e o seu vetor, em condições naturais. Estas informações poderão contribuir para novas investigações, na busca de melhor conhecimento sobre a epidemiologia da doença, principalmente quanto à sobrevivência do fitoplasma e da cigarrinha vetora. / Maize bushy stunt, caused by a phytoplasma, was reported in Brazil in the beginning of the seventies, and it was considered as not important for corn. Since the middle of the eighties decade, when the later planting practice and irrigation were adopted, the disease became relevant. Currently, maize bushy stunt represents one of the most important diseases and has caused significant losses. In some conditions the disease can limit the production, especially in relation to the region, used hybrids and crop season. A critical point to disease control is the lack of about survival of pathogen and vector, during the absence of corn crop on the field. This kind of information can be useful to promote the reduction of the initial inoculum, aiming a more efficient disease control. Thus, the objective of the present study was to evaluate some grasses and weeds species as potential alternative hosts of the maize bushy stunt phytoplasma and its vector Dalbulus maidis. Thirteen botanical species were experimentally inoculated with the phytoplasma by using infective leafhoppers. Evaluations were based upon symptom observation, molecular detection of the phytoplasma in tissue of inoculated plants and the of number of insects present in the plants. Detection was conducted by nested PCR and phytoplasma identification by RFLP analyses, using AluI, RsaI, KpnI and MboI as restriction enzymes. Phytoplasma was detected in three species, Panicum maximum, Brachiaria plantaginea and Brachiaria decumbens based on amplification of 16S rDNA, visualized as specific band in agarose gel. Insects remain on alive on the plants belonging to those three species up to the end of the assays. Thus, the present study showed the possibility of those species as potential alternative hosts to the pathogen and its vector, under natural conditions. The results can contribute for new investigations, in order to understanding the epidemiology of the disease, especially in relation to phytoplasma and vector survival.

Peroxisome biogenesis is complex, involving a diverse array of intracellular pathways and mechanisms that mediate their biogenesis and cellular functions. Relevant to our understanding of peroxisome biogenesis is the utilization of peroxisomal membranes for viral genome replication as observed in plant cells infected by several members of the Tombusviridae family of positive-strand RNA viruses. Tomato Bushy Stunt Virus (TBSV), for instance, usurps an array of host factors that facilitate the transformation of peroxisomes into peroxisomal multivesicular bodies (pMVB) the sites of viral RNA replication. In this study, pMVB topology and biogenesis was investigated using transmission electron and epifluorescence microscopy of tobacco and wildtype or mutant budding yeast that were transformed with TBSV replicase proteins and a defective interfering viral RNA. Overall, the results suggest that host-virus interactions specifically associated with Endosomal Sorting Complex Required for Transport (ESCRT) and lipid metabolism are involved in TBSV replication and pMVB biogenesis.

Orientador: João Antonio da Costa Andrade / Resumo: Populações braquíticas têm sido constantemente estudadas no melhoramento de milho, o interesse por cultivares de porte baixo tem aumentado, principalmente por tolerarem plantios adensados, permitindo maior número de plantas por hectare. A prolificidade é um dos principais componentes na produção do milho que além da estabilidade de produção permite maior eficiência na utilização de nutrientes na planta. O objetivo deste trabalho foi verificar a variabilidade genética, para diferentes caracteres, presente nas populações Isanão VF-1 e Isanão VD-1 após sete ciclos de seleção massal para prolificidade. Foram avaliadas 121 progênies de meios irmãos da população Isanão VF-1 e 65 progênies da população Isanão VD-1, ambas populações de milho braquítico, na segunda safra do ano agrícola 2017 (E1) e primeira safra 2017/2018 (E2). Os caracteres avaliados para as duas épocas de semeadura foram enfezamento, tombamento, prolificidade e rendimento de espigas, e apenas para a E2 foram avaliados florescimento feminino, altura de plantas, altura de espigas e rendimento de grãos. Foram estimados parâmetros genéticos e os ganhos esperados com seleção com intensidade de seleção de 20%, para cada época e conjuntamente. Para a população Isanão VF-1 foram estimadas herdabilidades que variaram entre 37,70% e 74,82%, e ganhos de -5,11%, -10,48% para enfezamento, 19,57% e 7,13% para prolificidade, 20,75% e 15,74% para rendimento de espigas na E1 e E2 respectivamente. Para a população Isanão VD-1 as her... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Maize brachytic populations have been constantly studied in maize breeding, the interest for low-growing cultivars has increased, mainly because they tolerate high density of plants. Prolificacy is one of the main components of yield in maize that besides the yield stability allows higher efficiency in the use of nutrients in the plant. The objective of this work was to verify the genetic variability for different carachteres in the Isanão VF-1 and Isanão VD-1 brachytic populations after seven cycles of mass selection for prolificacy. A total of 121 open cross corn progenies from the Isanão VF-1 population and 65 open cross corn progenies from the Isanão VD-1 population, both brachytic maize populations, were evaluated in first crop 2017 (E1) and second crop 2017/2018 (E2). The evaluated traits for the two seasons were corn stunt complex, fall index, prolificacy and ear yield, and only for E2 were evaluated feminine flowering, plant height, ear height and grain yield. Genetic parameters and expected gains with selection, with 20% of intensity, were calculated for each season and jointly. For the Isanão VF-1 population, heritabilities were estimated from 37.70% to 74.82%, and expected gains of -5.11%, -10.48% for corn stunt complex, 19.57% and 7.13% for prolificacy, 20.75% and 15.74% for ear yield at E1 and E2 respectively. For the Isanão VD-1 population the heritabilities varied between 8.01% and 75.36%, and estimated gains were -3.198% and -9.565% for corn stunt complex, 12.... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre