Tese de doutoramento. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

El uso de enzimas adaptadas/activas a bajas temperaturas tiene un alto potencial biotecnológico, debido principalmente a que permiten la reducción de costos energéticos en los procesos biotecnológicos. Las proteasas son enzimas proteolíticas de gran utilidad en la industria biotecnológica. Sus aplicaciones industriales involucran principalmente a la industria alimenticia, de detergentes y de cuero. En este trabajo se aisló bacterias de origen marino antártico que producen enzimas proteolíticas extracelulares con alta actividad a bajas temperaturas. El DNA genómico de las mejores cepas se utilizó para realizar búsquedas de genes que codificaran para proteasas tipo subtilisinas, utilizando partidores híbridos consenso-degenerados de oligonucleótidos (CODEHOP). Esto permitió clonar y secuenciar fragmentos de DNA que codificaban para regiones internas de tres proteasas tipo subtilisinas diferentes. A partir de estos fragmentos se determinó la secuencia de los extremos 3’ y 5’ de los genes, mediante una técnica de “genome walking” desarrollada para este trabajo. Se encontraron tres marcos de lectura abiertos (ORF) de 2.253 pb (P4), 2.124 pb (P6) y 1608 pb (P7), que codificaban para proteasas tipo subtilisina. Estos genes se expresaron con el sistema pET22b(+)/E. coli BL21(D3E), mediante inducción con IPTG. Las proteasas se produjeron fusionadas a una cola de histidina en el extremo C-terminal, permitiendo su purificación por cromatografía de afinidad a níquel. La proteasa P6 presentó mayor actividad catalítica que la subtilisina comercial Carlsberg a bajas temperaturas (5-25°C). Por otro lado, el sobrenandante del cultivo de la cepa antártica p13/1-4, correspondiente a la mejor productora de proteasa, se utilizó para purificar la enzima proteolítica mediante cromatografía. La proteasa se llamó T8, y se clonó un fragmento del gen de esta proteasa, mediante una estrategia que incluía un análisis de espectrometría de masa y diseño de partidores degenerados. La secuencia completa del gen se obtuvo mediante la técnica mejorada de “genome walking”, desarrollada en este trabajo. Actualmente, esta proteína tipo-subtilisina se encuentra en etapa de expresión recombinante. Adicionalmente a este trabajo, se aisló el gen de una xilanasa adaptada a bajas temperaturas utilizando partidores CODEHOP y la técnica de genome walking. Este gen se expresó en el sistema pET22b(+)/E. coli BL21(DE3), produciendo la xilanasa L activa en el sobrenandante. Esta xilanasa recombinante se utilizó para desarrollar métodos de evolución dirigida tales como PCR propenso a error (error-prone PCR) y recombinación al azar (DNA shuffling). Esto permitió la obtención de una nueva variante de xilanasa con una constante catalítica (kcat) tres veces mayor que la xilanasa L original. Durante este trabajo de tesis se desarrolló diferentes estrategias que permitieron la clonación, producción recombinante y evolución dirigida de diferentes enzimas hidrolíticas adaptadas a bajas temperaturas.

Orientador: Lara Durães Sette / Coorientador: Andre Rodrigues / Banca: Fernando Carlos Pagnocca / Banca: Fernando Dini Andreote / Resumo: O estudo de ambientes extremos, como o antártico, pode resultar na descoberta de novos micro-organismos e novos produtos naturais de origem microbiana, visto que ainda pouco se sabe sobre a diversidade e os recursos genéticos presentes nesses locais. Estudos anteriores de prospecção microbiana antártica têm demonstrado que estes organismos representam um nicho potencial de descoberta de novas enzimas, as quais podem apresentar propriedades de interesse em diversos setores de importância sócio-econômica. Nesse contexto, este projeto teve como objetivos avaliar as comunidades de fungos presentes em diferentes amostras de solos antárticos e solos associados às raízes de Colobanthus quitensis e Deschampsia antarctica, as duas únicas plantas vasculares que ocorrem na Antártica marítima, bem como selecionar novos recursos genéticos produtores de enzimas ligninolíticas. Foram obtidos das seis amostras estudadas, 891 isolados de fungos nas duas temperaturas de incubação utilizadas (5ºC e 15 ºC), sendo 141 provenientes de solos e 750 provenientes de solos associados às raízes das duas plantas. Do total, 399 foram leveduras e 492 foram fungos filamentosos. O maior número de isolados foi obtido a partir de uma amostra de solo associado à raiz de C. quitensis. Do total de micro-organismos, 35 apresentaram potencial para a produção de lacase, e 3 apresentaram atividade enzimática ≥ 1 U L-1 para a enzima lignina peroxidase. Os resultados revelaram a presença de 39 diferentes taxa, com representantes dos filos Ascomycota, Basidiomycota e "Zygomycota", sendo os gêneros mais frequentes Pseudogymnoascus e Leucosporidium. As amostras de solo associado às raízes das duas plantas apresentaram alta riqueza de espécies e alta diversidade em comparação com as amostras de solo, e a diversidade beta da região estudada foi alta, dado que diferentes locais ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The study of extreme environments, such as the Antarctic, is a potential source for the discovery of new microorganisms and new natural products, since little is known yet about the diversity and the genetic resources present in these sites. Previous studies related to microbial prospecting of antarctic fungi have been showing that these organisms represent a potential niche for the discovery of new enzymes, which can present properties of interest in several important socialeconomic sectors. In this context, the aim of this work was to evaluate the fungi communities from different soil and root-associated soil samples of Colobanthus quitensis and Deschampsia antarctica, the only two species of vascular plants to occur in the maritime Antarctica, as well as to select new genetic resources capable of producing ligninolytic enzimes. From the six samples studied, it was obtained 891 isolates on both employed isolation temperatures (5ºC and 15 ºC), where 141 came from soil and 750 came from root-associated soil. Three hundred and ninety-nine of the total were yeasts and 492 were filamentous fungi. The highest number of isolates obtained was from a root-associated soil sample of C. quitensis. From all isolates, 35 showed laccase production potential, and 3 presented enzymatic activity ≥ 1 U L-1 for the enzyme lignin peroxidase. It was obtained 39 different taxa with representatives of the phyla Ascomycota, Basidiomycota and "Zygomycota", where the most frequent genera were Pseudogymnoascus and Leucosporidium. The root-associated soil samples showed high species richness and diversity in comparison to the soil samples, and the beta diversity of the studied region was high, given that different sites showed less species sharing. The microbial communities' composition was strongly influenced by their sampling locations, and factors like soil texture and carbon ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T20:22:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 272106.pdf: 1447118 bytes, checksum: 44e8f88dedf54c9b59cd72e0365fd9df (MD5) / O concreto apresenta bom desempenho termo-mecânico quando submetido à ação do fogo. No entanto, quando exposto a uma ação prolongada, está sujeito a apresentar problemas tais como a diminuição da resistência e da rigidez devido à deterioração das propriedades dos materiais que o compõem. As altas temperaturas produzem mudanças físicas e químicas no concreto. As mudanças químicas ocorrem devido à desidratação da pasta de cimento, sendo as mudanças físicas devido às variações volumétricas que ocorrem nos agregados ocasionando fissuração. O objetivo desta pesquisa é avaliar a influência da temperatura de aquecimento nas propriedades residuais de concretos usados na construção civil na Grande Florianópolis. Quatro grupos foram aquecidos a temperaturas de 300, 500, 700 e 900 ºC durante 2h e 30 min., e resfriados por 24 horas, sendo após ensaiados e 1 grupo consistia no grupo de controle. As propriedades físico-mecânicas dos corpos-de-prova de concreto avaliadas neste trabalho foram: massa, resistência à compressão axial, módulo de elasticidade e velocidade de propagação dos pulsos ultra-sônicos. Para avaliar as mudanças nas propriedades mecânicas destes concretos foram utilizados os ensaios de compressão axial e ultra-som. Os resultados indicam que a temperatura afeta de forma significativa as propriedades físico-mecânicas dos concretos estudados, ocasionando perda de massa, redução da resistência à compressão axial e do módulo de elasticidade e da velocidade de propagação dos pulsos ultra-sônicos. / The thermo-mechanical behavior of concrete when subjected to the action of fire is good. However, when exposed to a prolonged action, it is subject to present problems such as decreased strength and stiffness due to the deterioration of the properties of the materials which compose it. High temperatures produce physical and chemical changes in concrete. Chemical changes occur due to dehydration of ciment paste, and the physical changes due to volume changes that occur in agregates causing cracking. The objective of this research is to determine the influence of heating temperature on the residual properties of concrete used in construction in Florianópolis. Four groups were heated to temperatures at 300, 500, 700 and 900ºC for 2 hours and 30 minutes and cooled for 24 hours after the test and one of them was the control group. The physical-mechanical properties of the specimens concrete evaluated in this study were: mass, axial compression strength, modulus of elasticity and propagation speed of ultrasonic pulses. To assess changes in mechanical properties of concrete were used axial compression tests and ultrasound. The results indicate that temperature affects significantly the physical-mechanical properties of concrete, causing weight loss, reduction axial compression strength, reduction of the modulus of elasticity and the speed of propagation of ultrasonic pulses.

Estuda-se a dinâmica das transições de fase estrutu rais com uma interação de quarta ordem entre os campos de fonons macios na aproximação l/n, utilizando o formalismo de muitos corpos a temperaturas finitas. Dois limites são analisados: temperatura de transição Tc alta (limite c?_ás sico) e Tc = O (limite quântico). Calcula-se a contribuição dinâmica ao coeficiente critico n da função correlação nestes limites. No limite clássico não hâ efeito dinâmico em n, enquanto que no limite quântico, n 74 O somen te para dimensões do sistema d < 3. Calcula-se também o coeficiente critico dinâmico z em Tc; no caso quântico e o mesmo que na aus'ência da interação. O comportamento critico dinmico viola a hipcitese de "scaling" dinâmico nos dois limites. / The dynamics of structural phase transitions with a fourth order interaction hetween the soft phonon fields is studied in the 1/n approximation, using many body methods at finite temperatures. Tio limits are considered: High transition temperature Tc (classical limit) anil Tc = O (quantum limit). The dynamical contribution to the critical coefficient n of the correlation function is calculated in these limits. It is found that there is no dynamical contribution to n in the classtcal limit, whereas in the quantum limit n is non-zero only for dimensions of the system d < 3. Also the dynamical critical coefficient z is calculated at Tc ; in the quantum limtt z is the same as in the ahsence of interaction. The dynamical critical behaviour violatcs the dynamical scaling hypothesis in Mth limits.

Devido a um mercado automotivo altamente competitivo e globalizado, as empresas buscam aperfeiçoar cada vez mais seus produtos, investindo em pesquisa e desenvolvimento em busca de produtos melhores, mais seguros e mais confiáveis. Dentro desse contexto, procurou-se aprofundar os estudos sobre fadiga e fadiga de contato, a fim de se obter um embasamento teórico sobre as possíveis causas de trincas e suas conseqüências, em componentes submetidos a esforços cíclicos e a temperaturas elevadas. Importante é salientar que as altas temperaturas resultam em transformações estruturais no ferro fundido. Posteriormente a esse embasamento teórico, realizou-se um caso de estudo (tambor de freio), buscando subsídios e informações sobre freios, tambores de freios e sobre materiais utilizados em sua fabricação. Sobre ele diversos tipos de análise foram realizados; análises de tensões, análises metalográficas em corpos de prova com e sem trinca e simulações da previsão da vida em fadiga, utilizando o modelo de Paris em programas matemáticos. Paralelos a esses estudos, foram realizados testes de eficiência em dinamômetro utilizando diferentes materiais. Foram utilizados componentes em Ferro Fundido Cinzento e em Ferro Fundido Vermicular a fim de se poder avaliar o comportamento dos materiais em aplicações em que se tem a fadiga de contato. Finalmente, são apresentados os resultados das análises e dos testes realizados, fazendose uma discussão acerca dos mesmos, sendo então apresentadas às conclusões e as sugestões para estudos futuros.

A aderência de filmes de diamante depositados por CVD (deposição química a partir da fase vapor) ao metal duro (WC-Co) é de vital importância para a viabilidade da fabricação de ferramentas de corte de alto desempenho com esse tipo de recobrimento. O diamante CVD não é utilizado extensivamente para produção de ferramentas porque a adesão entre o filme e o substrato ainda representa um desafio tecnológico a ser superado. Neste trabalho, após um ataque químico para remover o cobalto da superfície de deposição, pastilhas de metal duro foram recobertas com um filme de diamante CVD usando um reator de plasma ativado por micro-ondas. Estas pastilhas foram posteriormente processadas em alta pressão (7,7 GPa) e altas temperaturas (500 ºC e 1000 ºC). O objetivo foi investigar o efeito desse processamento nas propriedades mecânicas e estruturais das amostras. Para realizar o processamento em alta pressão foi utilizada uma câmara do tipo toroidal em uma prensa hidráulica com capacidade para gerar 1000 toneladas-força. Ensaios de adesão, desgaste abrasivo, testes instrumentados de dureza e ensaios eletroquímicos, aliados a técnicas de análise por espectroscopia Raman, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, foram utilizados para avaliar os efeitos desses processamentos sobre as amostras produzidas. Os resultados mostraram um incremento considerável na aderência. Entre os mecanismos que poderiam contribuir para esse efeito, três parecem desempenhar um papel chave em decorrência do efeito do processamento em alta pressão e alta temperatura: (a) a recuperação do substrato na interface, a partir da reinfiltração de cobalto, sem degradação do filme de diamante; (b) o aumento do ancoramento mecânico do filme no substrato; (c) transformações microestruturais no filme associadas a dois fatores: a eliminação de fases carbonáceas fracas retidas na interface de deposição e nos contornos de grão, que podem ser deletérias para a adesão entre filme e substrato e para a coesão entre os grãos de diamante, e o aumento da tenacidade do filme provocado pelo preenchimento de defeitos com cobalto. / The adhesion of CVD diamond film on cemented carbide (WC-Co) substrate plays a key role on the production of diamond coated cutting tools. CVD diamond films are not yet widely used for coating of cutting tools because of the not reliable adhesion between the film and the substrate. Thus, the improvement of the adhesion represents a technological challenge to be achieved. In this work hard metal discs have been coated with a CVD diamond film after a previous chemical etching to remove the cobalt from the surface. After coating these discs were processed at high-pressure (7.7 GPa) and high temperature (500ºC and 1000ºC). The main aim was to investigate the effect of this processing conditions on the mechanical and structural properties of diamond coated cutting tools. The high-pressure processing was performed using toroidal-type high-pressure chambers driven by a 1000 tonf hydraulic press. Adhesion, abrasive wear and corrosion tests as well as Raman spectroscopy, optic and electronic microscopy analyses were performed to investigate the effects of these processing conditions on the samples. The results showed a significant improvement of the film adhesion and reduction of the wear coefficient. Three mechanisms have been identified as the main responsible for this effect related to the high pressure and high temperature processing: (a) the re-sintering of the substrate in the region previously affected by the chemical etching; (b) the increase of the mechanical pinning promoted by the compression of the film in the substrate; (c) the enhancement of the film quality associated to: the elimination of weak carbon phases retained in the deposition interface and grain boundaries that can be deleterious to the film-substrate adhesion and to the cohesion between diamond grains, and the increment of film toughness promoted by the filling of defects with cobalt from the substrate.

ARAÚJO, L. F. de. Crescimento inicial do meloeiro frente às mudanças climáticas. 2017. 126. f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola)–Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Luís Camboim Neto (camboim@ufc.br) on 2017-11-07T17:50:40Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_lfaraujo.pdf: 2771942 bytes, checksum: 181493db2b5770533a55cfc8a9cc129c (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-11-13T15:25:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_lfaraujo.pdf: 2771942 bytes, checksum: 181493db2b5770533a55cfc8a9cc129c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-13T15:25:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_lfaraujo.pdf: 2771942 bytes, checksum: 181493db2b5770533a55cfc8a9cc129c (MD5) Previous issue date: 2017 / The future scenario of climate change, especially in the semi-arid region of northeastern Brazil, including the increase in temperature and CO2 concentration, reduction of water supply and desertification, causing salinization of water and soil, may have an impact on the melon crop management. Thus, the main goal is to evaluate the initial growth of melon crop in face of changes in CO2 concentration, temperature, salinity and irrigation depths in order to verify the impacts of climate change on culture, as well as to elucidate mechanisms of tolerance in order to assist in obtaining more productive materials. Two experiments were carried out at Embrapa Semiárido (Petrolina - PE) and the others experiments were conducted at Embrapa Agroindústria Tropical (Fortaleza - CE). Regarding the experiments in Petrolina, the first one was done in growth chambers under two different temperatures (37°C and 40°C), in which the design was entirely randomized with four replicates. In the second one, modified open top chambers (OTCs) were used in the field, with the following treatments: 1- Side plastic chamber plus CO2 addition (550 ppm); 2- Chamber with plastic and CO2 environment (360 ppm) and 3- Without plastic and ambient CO2 concentration (360 ppm). The experimental design was in blocks, with three replicates. In relation to the experiments in Fortaleza, two experiments were performed with interactions (temperature x irrigation levels and temperature x salinity) in protected environments and in split plots (2 x 5). Gaseous exchanges, growth variables and carbohydrate contents were measured for all experiments, growing yellow melon crop (Cv Goldex) until the flowering phase (initial growth). Regarding the results of the Petrolina experiments in low-radiation growth chambers, the gas exchanges were not altered with increasing temperature and the initial growth of the melon crop was moderately tolerant to high temperatures. The increase of CO2 in the OTCs, combined with the increase in temperature caused by plastic, caused a decrease in plant growth. Elevation of CO2 concentration resulted in an increase in transpiratory and photosynthetic rates of melon crop. Furthermore, under conditions of 550 ppm CO2 and average temperatures above 40°C, plants were negatively affected as to their growth. In relation to the interaction among environmental factors, the 80-90% ETc (59 to 66.5 mm) depths with the mean temperature of 31.4°C allowed for greater growth of the plants in the vegetative phase (up to 28 DAT). Regarding the salinity experiment, the best interaction for the melon growth in the vegetative phase (up to 21 DAT) was observed in the protected environment with lower temperature (30.4°C). In summary, it can be seen that salinity affected the melon crop more when compared to the damages caused by water availability. In relation to the average temperature of the environment, the plants were moderately tolerant when there was an increase of 0.8°C, combined with a reduction of up to 20% of the water availability. This, in turn, when salinity was applied, an increase of only 0.3°C was more deleterious, causing lower growth and consequently lower fruit production. / O cenário futuro de mudanças climáticas, principalmente no semiárido nordestino, incluindo a elevação da temperatura e da concentração de CO2, diminuição da disponibilidade hídrica e desertificação, ocasionando salinização da água e do solo, poderá causar impacto no manejo do meloeiro. Dessa forma, objetiva-se avaliar o crescimento inicial de plantas de meloeiro frente às mudanças na concentração de CO2, temperatura, salinidade e lâminas de irrigação, visando verificar os impactos da mudança climática sobre a cultura, como também elucidar mecanismos de tolerância, de forma a auxiliar na obtenção de materiais mais produtivos. Dois experimentos foram realizados na Embrapa Semiárido (Petrolina – PE) e outros dois foram conduzidos na Embrapa Agroindústria Tropical (Fortaleza – CE). Em relação aos experimento em Petrolina, o primeiro foi feito em câmaras de crescimento sob duas temperaturas diferentes (37°C e 40°C), em que o delineamento foi inteiramente ao acaso com quatro repetições. Já no segundo, foram utilizadas câmaras de topo aberto modificadas (CTAs) em campo, com os seguintes tratamentos: 1- Câmara com plástico lateral mais adição de CO2 (550 ppm); 2- Câmara com plástico e CO2 ambiente (360 ppm) e 3- Sem plástico e CO2 ambiente (360 ppm). O delineamento experimental foi em blocos, com três repetições. Já em relação aos experimentos em Fortaleza, foram feitos dois experimentos com interações (temperatura x lâminas de irrigação e temperatura x salinidade) em ambientes protegidos e em vasos, em parcelas subvivididas (2 x 5). Foram mensuradas as trocas gasosas, as variáveis de crescimento e os teores de carboidratos para todos os experimentos, cultivando plantas de meloeiro amarelo (cv. Goldex) até a fase de floração (crescimento inicial). Em relação aos resultados dos experimentos de Petrolina, em câmaras de crescimento com baixa radiação, as trocas gasosas não foram alteradas com o aumento da temperatura e o crescimento inicial do meloeiro se mostrou moderadamente tolerante às altas temperaturas. O incremento de CO2 nas CTAs, aliado ao aumento da temperatura provocado pelo plástico, provocou um decréscimo no crescimento das plantas. A elevação da concentração de CO2 proporcionou um aumento nas taxas transpiratórias e fotossintéticas das plantas de meloeiro. Além disso, em condições de 550 ppm de CO2 e temperaturas médias acima de 40°C, as plantas foram afetadas negativamente quanto ao seu crescimento. Já em em relação à interação entre fatores ambientais, as lâminas de 80 a 90% da ETc (59 a 66,5 mm) com a média de temperatura de 31,4°C foi a que possibilitou maior crescimento das plantas na fase vegetativa (até os 28 DAT). Para o experimento com salinidade, a melhor interação para o crescimento do meloeiro na fase vegetativa (até os 21 DAT) foi observada no ambiente protegido com menor temperatura (30,4°C) e salinidade abaixo de 1,5 ds m-1. Em síntese, percebe-se que a salinidade afetou mais as plantas do meloeiro, quando se compara aos danos causados pela disponibilidade hídrica. Em relação à temperatura média do ambiente, as plantas foram moderadamente tolerantes quando houve aumento de 0,8°C, aliado a uma redução de até 20% da disponibilidade hídrica. Por sua vez, quando se aplicou a salinidade, um aumento de apenas 0,3°C foi mais deletério, causando menor crescimento e por conseguinte menor produção de frutos.

SARAIVA, Kátia Daniella da Cruz. Respostas moleculares e fisiológicas envolvidas com tolerância a estresses isolados e combinados de salinidade e temperatura elevada em dois genótipos de Sorghum bicolor (L.) Moench. 2017. 387 f. Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Coordenação PGBioquímica (pg@bioquimica.ufc.br) on 2017-11-29T18:03:01Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_kdcsaraiva.pdf: 15687626 bytes, checksum: ac56bd3bdd7e24b9f4693d2a36e2b37d (MD5) / Approved for entry into archive by Weslayne Nunes de Sales (weslaynesales@ufc.br) on 2017-12-01T14:52:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_kdcsaraiva.pdf: 15687626 bytes, checksum: ac56bd3bdd7e24b9f4693d2a36e2b37d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-01T14:52:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_kdcsaraiva.pdf: 15687626 bytes, checksum: ac56bd3bdd7e24b9f4693d2a36e2b37d (MD5) Previous issue date: 2017 / Abiotic stresses represent a grave challenge for agricultural productivity, especially in arid and semi-arid regions, which are often exposed to salinity, drought and high temperatures. In order to overcome this issue, studies focused on the identification of stress tolerance mechanisms and genotypes with high capability of growing under stressful conditions have become more and more significant. This research was developed in order to identify molecular, biochemical and physiological mechanisms involved in the acclimatization of sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) plants to salinity and high temperature, isolated or combined. Transcriptomical, physiological and biochemical essays were performed in order to identify responses of tolerance to the abiotic stresses, utilizing two genotypes of sorghum with differential tolerance to salt stress as experimental model: CSF20 (tolerant) and CSF18 (sensitive). Data showed clearly that CSF20 plants exhibited better responses to the isolated stresses of high temperature and salinity, whereas, under the combination of stresses, this result was observed in CSF18 plants. Under salinity, a better photosynthetic performance of CSF20 plants was emphasized by a high PSII photochemical efficiency (↑ΔF/Fm’, ↑ETR and ↑qp), by the carboxilation of Rubisco and by greater photosynthetic pigments contents. Such responses were followed by increases in the expression of genes that codify enzymes related to chlorophyll biosynthesis (HEMA1) and carbon metabolism (for instance, Rubisco genes RBCS1A and RBCL). CSF20 plants also restricted excessive accumulation of Na+ ions in citosol of leaf cells, probably due to mechanisms of compartimentalization of this ion into the vacuoles, because there was a higher expression of NHX2 gene in photosynthetic tissues. Allied to that, GPOD and CAT enzymes were considerably activated under stressful conditions, a response correlated with a positive modulation of genes that codify and signal antioxidant compounds (NOA1, MPK1, CHS and genes of the carotenoid biosynthetic pathway). As a result, it was observed a minor oxidative damage to membranes (↓MDA e ↓VE) and higher biomass accumulation after 12 days of salinity. In this genotype, genes related to ABA and H2O2 signaling, RBOHD, CIPK and several transcription factors (TFs) might have participated in the complex network of responses that led to a higher tolerance to salt stress. In contrast, a higher sensibility of CSF18 plants to salt stress was assigned to a lower efficiency of the photosynthetic apparatus, highlighted by the greatest inhibitions in A, ΔF/Fm’, ETR and qp parameters. A lower PSII photochemical efficiency might have promoted an excessive accumulation of ROS, which caused oxidative damage to cell membranes, especially in the photosynthetic apparatus, including degradation of chlorophyll and carotenoids. In order to repair structural damages to chloroplasts electron transport chain, CSF18 plants activated the expression of several genes related to photosystems I and II (PSI and PSII) repair/reconstruction; However, this mechanism did not seem to be sufficient to mitigate damages to the photosynthetic apparatus, as CO2 assimilation rates were drastically inhibited, and a greater alternative electron drainage (↑ETR/A) was noted. Moreover, plants of the salt-sensitive genotype also activated mechanisms to control Na+ accumulation, perhaps by the recirculation of this ion through HKT transporters, once HKT1 gene was overexpressed under stress; yet, this mechanism was not efficient to prevent Na+ accumulation at toxic levels in leaf tissues. When plants were submitted to heat stress (high temperature), CO2 assimilation rates of both genotypes were increased or unaltered in comparison to the control treatment during the whole assessed period (12 and 24 h of stress); however, higher photosynthetic rates under stress were found in CSF20 plants. This response was related to a high PSII photochemical efficiency (↑ΔF/Fm’, ↑ETR and ↑qp), and coupled with an increase in the expression of genes associated with carbon and amino acid metabolism. In addition, CSF20 plants activated an array of mechanisms in order to alleviate oxidative damage and to modulate stress tolerance responses, including: (i.) transcriptional (CAT1, CAT2, PER17, other peroxidases, ascorbate/glutathione cycle, carotenoids, polyamines, P5CS2 and TRX-M4) and functional (↑CAT and ↑GPOD) regulation; (ii.) expression of genes that codify chaperones and heat stress proteins (HSPs); and (iii.) activation of signaling pathways involving H2O2, MAPK (MKK2, MKK6), RBOHE and various TFs (WRKYs). On the other hand, although photosynthetic rates of CSF18 plant underwent little or no alteration by the stress, it was observed high degradation of photosynthetic pigments and oxidative damage to cell membranes; at the same time, genes related to reconstruction/repair of PSI and PSII had their expression augmented under high temperatures, a sign of sensitivity to excessive heat. Such reconstruction mechanism seemed to have reverted, at least in part, the deleterious effects of heat stress on the photosynthetic machinery, for the photochemical efficiency of PSII remained almost unaltered. Curious results were noted under combined stress, as the application of high temperature apparently increased the harmful effects of salt stress, but with higher intensity in CSF20 plants. In this group of plants, severe reductions in CO2 assimilation rate arose from stomatal and non-stomatal factors, such as: (i.) degradation of photosyntetic pigments, and hence of PSI and PSII, highlighted by a massive increase in the expression of genes related to photosystem structure and chlorophyll metabolism; (ii.) increase of Na+ transport via transpiration flow and an excessive Na+ accumulation in leaves; and (iii.) activation of a large number of genes related to biosynthetic pathways and other metabolic processes (carbon metabolism, starch, sucrose and amino acids) which, probably depleted NADPH and ATP supplies. Nevertheless, the massive activation of signaling and biosynthesis pathways did not result in efficient responses to lessen the deleterious effects of the combination of salinity and high temperture. Thus, CSF20 plants signalized to the transition from vegetative phase to reproductive phase (increased expressions of TPR, ABH1, Vps51/Vps67, AGL2 and REV1 genes) and activated senescence genes. (SAG20, among others). Conversely, a better acclimatization of CSF18 plants to combined stress, in comparison to CSF20 plants, was correlated with a higher efficiency of the photosynthetic apparatus (↑CO2 ↑ΔF/Fm’ and ↑ETR) and with the activation of efficient mechanisms for reducing ROS production and oxidative damage, mainly by the non-photochemical dissipation of photosynthetic electrons (↑NPQ and ↓ETR/A) and antioxidant enzymes (↑APX and ↑CAT). This phenomenon was followed by an increase in the expression of genes that codify molecules involved in energy dissipation (NPQ1 and ZEP genes) and in the antioxidant defense system (APX4, CAT1, CAT2, C4H, CAD, CRT1 and peroxidases). All these responses were results of specific modulations in signaling pathways (RBOHD, MKK6 and MPK20), TFs (WRKY genes) and decisive processes for the acclimatization to the combined stress, as well as the osmotic adjustment (P5CS2 and TPS6 genes) and others (E3 SUMO-protein ligase genes). These data clearly emphasize that tolerance/susceptibility of sorghum plants to salinity and high temperature vary widely, depending on the genotype and on the interaction between the stresses. In all cases, the responses to the stresses here studied are multifactorial, and the efficiency of the photosynthetic machinery represents a crucial factor for the acclimatization of plants to adverse conditions. Lastly, genes suitable for utilization in plant breeding programs are indicated, aiming for tolerance to isolated and combined abiotic stresses. / Os estresses abióticos constituem um desafio severo para a produtividade agrícola, especialmente nas regiões áridas e semiáridas, as quais estão frequentemente expostas à salinidade, seca e altas temperaturas. Para contornar esse problema, estudos voltados para a identificação de mecanismos de tolerância ao estresse, bem como de genótipos com elevada capacidade de crescer sob condições estressantes têm se tornado cada vez mais relevantes. Essa pesquisa foi desenvolvida para identificar mecanismos moleculares, bioquímicos e fisiológicos envolvidos na aclimatação de plantas de sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) aos estresses isolados e combinados de salinidade e temperatura elevada. Ensaios transcriptômicos (via sequenciamento de RNA – RNA-seq), fisiológicos e bioquímicos foram confrontados para identificar respostas de tolerância aos estresses abióticos, utilizando como modelo experimental plantas de dois genótipos de sorgo forrageiro dotados de tolerância diferencial ao estresse salino, CSF20 (tolerante) e CSF18 (sensível). Os dados demonstraram claramente que plantas CSF20 apresentaram melhores respostas frente aos estresses isolados de temperatura elevada e salinidade; ao passo que, sob estresse combinado, esse fenômeno foi observado nas plantas CSF18. Sob salinidade, o melhor desempenho fotossintético das plantas CSF20 foi evidenciado pela alta eficiência fotoquímica do PSII (↑ΔF/Fm’, ↑ETR e ↑qp) e de carboxilação da Rubisco, e pelos maiores teores de pigmentos fotossintéticos. Tais respostas foram acompanhadas por incrementos na expressão de genes que codificam para a síntese de clorofilas (HEMA1) e metabolismo do carbono (por exemplo, os genes RBCS1A e RCBL da Rubisco). Plantas CSF20 também restringiram o acúmulo excessivo de Na+ no citosol das folhas, provavelmente por mecanismos de compartimentação desse íon nos vacúolos, pois houve maior expressão do gene NHX2 nos tecidos fotossintetizantes. Associado a isso, as enzimas CAT e GPOD foram ativadas consideravelmente sob condições de estresse, uma resposta correlacionada com a modulação positiva dos genes que codificam e sinalizam compostos antioxidantes (NOA1, MPK1, CHS e genes das vias de biossíntese de carotenoides). Como resultado, houve menor dano oxidativo as membranas (↓MDA e ↓VE) e maior acúmulo de biomassa após 12 dias de salinidade. Nesse genótipo, os genes relacionados à sinalização via ABA, H2O2, RBOHD, CIPK e inúmeros fatores de transcrição (FTs) podem ter participado da rede intricada de respostas que resultou na maior tolerância ao estresse salino. Contrariamente, a maior sensibilidade das plantas CSF18 ao estresse salino foi atribuída a menor eficiência do aparato fotossintético, evidenciada pelas maiores reduções nos parâmetros de A, ΔF/Fm’, ETR e qp. A menor eficiência fotoquímica do PSII pode ter promovido um acúmulo excessivo de EROs, que resultou em danos oxidativos às membranas celulares, principalmente no aparato fotossintético, incluindo degradação da clorofila e de carotenoides. Na tentativa de reparar os danos estruturais à cadeia de transporte de elétrons (CTE) dos cloropastos, plantas CSF18 ativaram a expressão de inúmeros genes relacionados à reestruturação/reparo dos fotossistemas I e II (PSI e PSII); contudo, esse mecanismo parece não ter sido suficiente para mitigar os danos ao aparato fotossintético, pois as taxas de assimilação de CO2 foram drasticamente reduzidas e houve um maior indicativo de dreno alternativo de elétrons (↑ETR/A). Além disso, plantas do genótipo sensível à salinidade também ativaram mecanismos para controlar o acúmulo de Na+, provavelmente pela recirculação desse íon através dos transportadores HKT, uma vez que o gene HKT1 foi super expresso sob estresse; entretanto, esse mecanismo não foi eficiente para evitar o acúmulo de Na+ em níveis tóxicos nos tecidos foliares. Quando as plantas foram submetidas ao estresse térmico (temperatura elevada), as taxas de assimilação de CO2 de ambos os genótipos foram aumentadas ou inalteradas em relação ao controle, durante todo o período de tempo analisado (12 e 24 h de estresse); no entanto, as maiores taxas fotossintéticas sob estresse foram registradas nas plantas CSF20. Essa resposta foi atribuída a alta eficiência fotoquímica do PSII (↑ΔF/Fm’, ↑ETR e ↑qp) e acompanhada do aumento na expressão de genes envolvidos com o metabolismo do carbono e aminoácidos. Adicionalmente, plantas CSF20 ativaram um arsenal de mecanismos para atenuar os danos oxidativos e modular respostas de tolerância ao estresse, incluindo: (i.) regulação funcional (↑CAT e ↑GPOD) e transcricional (CAT1, CAT2, PER17, outras peroxidases, ciclo ascorbato/glutationa, carotenoides, poliaminas, P5CS2 e TRX-M4) de antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos; (ii.) expressão de genes que codificam chaperonas e proteínas do choque térmico (HSPs); e (iii.) ativação de vias de sinalização envolvendo H2O2, MAPK (MKK2, MKK6), RBOHE e diversos FTs (WRKYs). Por outro lado, embora as taxas fotossintéticas das plantas CSF18 tenham sofrido pouca ou nenhuma alteração pelo estresse, observou-se alta degradação de pigmentos fotossintéticos e danos oxidativos às membranas celulares; bem como genes relacionados à reestruturação/reparo do PSI e PSII tiveram a expressão aumentada sob condições de altas temperaturas, um indicativo de sensibilidade ao excesso de calor. Tal mecanismo de reestruturação parece ter revertido, pelo menos em parte, os efeitos deletérios do estresse térmico sobre a maquinaria fotossintética, pois a eficiência fotoquímica do PSII permaneceu quase que inalterada. Resultados interessantes foram observados sob estresse combinado, pois a aplicação da temperatura elevada parece ter intensificado os efeitos nocivos do estresse salino, porém, com maior magnitude nas plantas CSF20. Nesse grupo de plantas, as reduções drásticas nas taxas de assimilação de CO2 foram decorrentes de fatores estomáticos e não estomáticos, envolvendo: (i.) degradação dos pigmentos fotossintéticos e, consequentemente, do PSI e PSII, evidenciada pelo aumento massivo na expressão de genes estruturais dos fotossistemas e metabolismo da clorofila; (ii.) aumento do transporte de Na+ via fluxo transpiratório e acúmulo excessivo dele nas folhas; e (iii.) ativação de um grande número de genes de vias de biossíntese e outros processos metabólicos (metabolismo do carbono, amido, sacarose e aminoácidos) que, provavelmente, exauriram as reservas de NADPH e ATP. Contudo, a ativação massiva de rotas de sinalização e de biossíntese não resultou em respostas efetivas para mitigar os efeitos deletérios do estresse combinado de salinidade e temperatura elevada. Assim, plantas CSF20 sinalizaram para a transição da fase vegetativa para a reprodutiva (aumentaram a expressão de genes TPR, ABH1, Vps51/Vps67, AGL2 e REV1) e ativaram genes de senescência (SAG20, dentre outros). De modo contrário, a melhor aclimatação das plantas CSF18 ao estresse combinado, em relação às plantas CSF20, foi correlacionada com a maior eficiência do aparato fotossintético (↑A, ↑ΔF/Fm’ e ↑ETR) e com a ativação de mecanismos eficientes para reduzir a produção de EROs e danos oxidativos, principalmente pela dissipação não fotoquímica de elétrons fotossintéticos (↑NPQ e ↓ETR/A) e enzimas antioxidantes (↑APX e ↑CAT). Esse fenômeno foi acompanhado pelo aumento na expressão de genes que codificam moléculas envolvidas na dissipação de energia (genes NPQ1 e ZEP) e no sistema de defesa antioxidante (APX4, CAT1, CAT2, C4H, CAD, CRT1 e peroxidases). Todas essas respostas foram resultado de modulações específicas em vias de sinalização (RBOHD, MKK6 e MPK20), FTs (genes WRKYs) e em processos determinantes para aclimatação ao estresse combinado, tais como no ajustamento osmótico (genes P5CS2 e TPS6) e outros (gene E3 SUMO-protein ligase). Os dados evidenciam claramente que a tolerância/susceptibilidade de plantas de sorgo à salinidade e temperatura elevada varia amplamente, dependendo do genótipo e da interação entre os estresses. Em todos os casos, as respostas aos estresses estudados são multifatoriais e a eficiência da maquinaria fotossintética constitui um fator determinante para a aclimatação das plantas a condições adversas. Por fim, são indicados genes candidatos para utilização em programas de melhoramento genético de plantas visando à tolerância aos estresses abióticos isolados e combinados.

Em unidades de craqueamento catalítico em leito fluidizado (FCC) as temperaturas de operação vêm crescendo ao longo dos anos, trazendo com isso danos aos materiais dos componentes da unidade. Somado a isso está o fato de que os equipamentos nem sempre são submetidos apenas às condições previstas no projeto. Desta forma, este trabalho tem o objetivo de contribuir para um melhor entendimento dos mecanismos de degradação em ciclones, construídos em aço inoxidável austenítico ASTM A240 TP 304H, de vasos regeneradores de unidades de craqueamento catalítico. Foi dada ênfase a danos em temperaturas elevadas, bem como na análise do parâmetro de Larson-Miller, utilizado na determinação de tempo de ruptura por fluência, dado importante na estimativa de vida remanescente de componentes sujeitos à fluência. Utilizando o mapa de mecanismo de fratura para o aço 304H proposto por TANAKA et al (2001) verificou-se que a falha por fluência deve ocorre através da formação de vazios, associados com a formação de carbonetos M23C6 nos contornos de grão e/ou por fratura pela formação de trincas na interface da matriz austenítica com a fase sigma, nos contornos de grão. Comparando experimentos de ensaios de fluência, divulgados pela NIMS, com dados extrapolados através do uso do parâmetro tempo-temperatura de Larson-Miller, observou-se que as curvas de Larson-Miller não são adequadas para previsão de ruptura por fluência para o aço 304H. / In Fluidized-bed Catalytic Cracking units (FCC) operating temperatures have been increasing over the years, bringing with it damage to the unit’s components. Added to this is the fact that the equipments are not subjected only to the project conditions. Thus, this paper aims to contribute to a better understanding of degradation mechanisms of cyclones, built of austenitic stainless steel ASTM A240 TP 304H, in regenerator vessels of fluid catalytic cracking units. Emphasis was placed on the damage at elevated temperatures and Larson-Miller parameter analysis, the last used in the determination of rupture time in creep, an important data in estimating the remaining life of components subject to creep. Using TANAKA et al (2001) fracture mechanism map for 304H stainless steel it was found that the failure by creep should occur through the formation of voids associated with the formation of M23C6 carbides at grain boundaries and/or failure by crack formation at grain boundary in the sigma phase and matrix interface. Comparing creep data of experimental tests, disclosed by NIMS, with data derived through the use of Larson-Miller time-temperature parameter, it was observed that Larson-Miller curves are not suitable for predicting 304H stainless steel creep fracture.