Made available in DSpace on 2016-08-29T15:36:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_7551_Eduardo Domingos Grecco.pdf: 1574070 bytes, checksum: fc9f3af051cad1cd0ba2961270c96df6 (MD5) Previous issue date: 2014-03-18 / O tomateiro, Lycopersicon esculentum é uma solanácea com benefícios socioeconômicos, porém a implantação de sua cultura é considerada de alto risco, devido à ocorrência de importantes pragas, como insetos vetores de viroses e broqueadores de frutos. Portanto, o objetivo deste estudo foi testar a eficiência do uso de armadilhas de cor amarela para captura e melhor densidade de armadilha/plantas para insetos vetores de viroses; testar a associação de diferentes métodos para broqueadores de frutos, tais como o uso de T. pretiosum; bactéria entomopatogênica (Agree); ensacamento de pencas e Manejo Fitossanitário de Pragas, avaliando a infestação de ovos/lagartas de N. elegantalis e de H. zea, bem como de frutos brocados. O monitoramento foi realizado 2 vezes/semana em 1% da cultura e pulverizações com inseticidas químicos ou biológicos realizadas quando atingisse o nível de controle. Os dados foram submetidos ao teste de normalidade Shapiro-Wilk (P≤0,05) e posteriormente submetidos à comparação pelo teste não paramétrico Mann-Whitney (P≤0,05). O uso de armadilhas de cor amarela para insetos vetores de viroses possibilitou uma redução de 90% do custo de aplicação para as safras 2011 e 2012. A melhor densidade foi de 1 armadilha de cor amarela/60 plantas. Para o manejo dos broqueadores o uso de associações reduziu as infestações, pulverizações e número de frutos brocados que podem estar associadas ao correto manejo do tomateiro que com o emprego dessas técnicas propiciou uma redução de inseticidas químicos. Todas as táticas de associações mostraram ter uma maior eficiência, no manejo dos broqueadores de tomate, quando comparados com o convencional. O monitoramento é a peça fundamental no Manejo Fitossanitário de Pragas, pois através dele se conhece o nível populacional das pragas, além de informar se as táticas de manejo estão sendo efetivas ou não. Palavras-chave: Insetos vetores de viroses. Broqueadores de tomate. Lycopersicon esculentum. Métodos alternativos

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Pelotas, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel. Programa de Pós-graduação em Agronomia / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:49:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2013. / Submitted by Luiza Silva Almeida (luizaalmeida@bce.unb.br) on 2013-07-29T19:55:06Z No. of bitstreams: 1 2013_AdjaciDiasdeBrito.pdf: 44501559 bytes, checksum: 25a940f662071a5e45968353c482e72b (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-29T20:28:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_AdjaciDiasdeBrito.pdf: 44501559 bytes, checksum: 25a940f662071a5e45968353c482e72b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-29T20:28:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_AdjaciDiasdeBrito.pdf: 44501559 bytes, checksum: 25a940f662071a5e45968353c482e72b (MD5) / Como consequência da atividade humana e do aumento populacional, têm aumentado o volume de resíduos urbanos derivados da agricultura. Estima-se que a produção mundial de café supere 85 milhões de toneladas anuais (até 2013), originando considerável quantidade do resíduo proveniente da elaboração da bebida, conhecido como borra de café. Considerando sua alta disponibilidade, e o fato de que o emprego in natura deste resíduo tem sido pouco praticado no meio agrícola, tem-se a oportunidade de, além de transformá-lo numa opção agrícola sustentável, diminuir o seu descarte e a poluição ambiental ocasionada pelo mesmo. Neste trabalho foram analisados os atributos químicos e a influência do resíduo de café (borra) como fertilizante orgânico e/ou condicionador do solo no desenvolvimento do cafeeiro produzido organicamente e no estabelecimento e desenvolvimento de plântulas de cafeeiro e de tomateiro. Os resíduos de café (borra) utilizados no estudo foram coletados em órgãos públicos e privados do Distrito Federal, ficando apropriado para utilização após as etapas de processamento descritas no item 2.2. No primeiro capítulo, o resíduo de café foi caracterizado através de análises químicas e espectroscópicas (Ressonância Magnética Nuclear – RMN) e estudou-se ainda sua dinâmica de mineralização de carbono e os efeitos deste material sobre o índice de área foliar e o número de botões florais em cafeeiro orgânico adensado. A cultivar utilizada foi a Obatã vermelho IAC 1669-20, com doses de resíduo de café de 2,0, 1,5, 1,0, 0,5 e 0,0 kg (controle) aplicadas na projeção da copa de cada árvore. O experimento foi composto com quatro repetições em blocos ao acaso, tendo-se cada parcela com 24 plantas. No segundo e terceiro capítulos, o resíduo de café foi expurgado e empregado como constituinte de substrato orgânico, sendo combinado com diversos outros produtos orgânicos e artificiais para germinação e desenvolvimento de plântulas de cafeeiro e tomateiro em casa de vegetação. Verificou-se que o resíduo de café (borra) in natura apresentou atributos químicos favoráveis para uso agrícola, onde doses crescentes deste material aumentaram o índice de área foliar e número de botões florais em cafeeiro orgânico adensado. A sua utilização como substrato interferiu negativamente na germinação, emergência e produção de biomassa em plântulas de cafeeiro e tomateiro. O efeito inibitório do RC, quando presente como componente em substratos, pode estar associado à ação de metabólitos secundários causadores de alelopatia, como a cafeína, tornando-se necessário identificar tais substâncias e suas concentrações relativas. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / As a consequence of human activity and population growth, there has been a steady increase in waste material derived from agriculture. The estimates on world coffee production are around 8.5 106 t per annum, originating considerable amounts of residue from coffee brewing. Its use could contribute to mineral nutrient cycling and to soil and substrate conditioning. However coffee powder residue (CPR) in natura has shown reduced application in agriculture. Moreover, due to its high availability, if appropriately exploited, it could contribute to substrate efficiency, becoming an alternative for modern seedling production and plant growth. Therefore, the intent has been to turn CPR into sustainable agricultural option, avoiding its disposal into the environment. This work aimed at analyzing the chemical attributes and evaluating the influence of CPR, pure or in mixtures to other substrates, as organic fertilizer or soil conditioner in organic coffee production and in biometric characteristics of tomato and coffee seedling. The coffee powder residue, containing high moisture after brewing, was collected in public and private companies of Federal District. After being left to natural drying, until reaching desirable moisture of 4 to 5 %, it was sieved and stored in plastic bags. This material was employed in field and greenhouse experiments. The first aimed at studying CPR as supplemental fertilizer and soil conditioner in densely planted organic coffee. Obatã cultivar, receiving 2.0, 1.5, 1.0, 0.5 and 0 kg (control), applied at canopy projection of every tree. Each plot containing 24 plants composed the experiment with four repetitions of randomized blocs. In the second experiment, CPR expurgated against insects, was employed as substrate component, combined in mass proportions with other organic and artificial products to evaluate germination and growth of tomato and coffee seedlings. In the experimental conditions, it was verified that CPR had favorable chemical attributes for agricultural use. Growing doses resulted in higher leaf area index and floral buds of coffee trees. Its utilization in substrates interfered on germination, emergence and biomass production of tomato and coffee seedlings. The inhibitory effect of coffee powder residue, when present in substrates, may be associated with allelopathic secondary metabolites, such as caffeine, turning necessary identification of these substances and their respective concentrations.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-09-16T15:51:30Z No. of bitstreams: 1 2015_AthosSilvadeOliveira.pdf: 12748933 bytes, checksum: 9219eb4b52c4419292e5b3c66c671f0e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-11-24T15:34:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_AthosSilvadeOliveira.pdf: 12748933 bytes, checksum: 9219eb4b52c4419292e5b3c66c671f0e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-24T15:34:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_AthosSilvadeOliveira.pdf: 12748933 bytes, checksum: 9219eb4b52c4419292e5b3c66c671f0e (MD5) / Tomato spotted wilt virus (TSWV) bem como outras espécies de tospovírus (Família Bunyaviridae) é responsável por perdas substanciais na produção de vegetais ao redor do mundo. Tospovírus são transmitidos de maneira circulativa e propagativa por tripes (Ordem Thysanoptera). Como para outros patógenos, ações contra tospovírus exigem um olhar holístico, envolvendo uma combinação de táticas culturais, fitosanitárias, químicas e biológicas, quando apropriadas, além do uso de cultivares resistentes. Entretanto, o controle de doenças causadas por tospovírus tem se mostrado difícil, dado o grande espectro de hospedeiros desses vírus e a grande eficiência dos tripes vetores em transmiti-los. Além disso, a dependência e o aumento no uso de inseticidas de baixo custo tem exacerbado a presença de tospovírus pela forte pressão de seleção sobre os tripes vetores que se tornam resistentes a diferentes inseticidas. Para solucionar de forma simples todas as questões financeiras e ambientais associadas ao uso abusivo de inseticidas para o controle de tripes, esforços têm aumentado para a obtenção de cultivares geneticamente resistentes como um componente integral das estratégias de controle de doenças. Até o momento existem duas fontes de resistência disponíveis para o melhoramento genético de hortaliças à TSWV. Uma dessas fontes é o cluster genético Sw-5, o qual foi encontrado em Solanum peruvianum L., uma espécie de tomate selvagem do Peru, e tem sido introduzido em cultivares de S. lycopersicum L. (tomate comercial). Após mapeamento gênico, pelo menos cinco parálogos compõem o cluster genético Sw-5 em S. peruvianum, os quais foram nomeados de Sw-5a a Sw-5e. Esses parálogos codificam receptores do tipo NB-LRR, uma classe de proteínas citoplasmática que ativam resistência após reconhecimento direto ou indireto de patógenos que tenham ultrapassado as primeiras barreiras de defesa do sistema imune vegetal. Transformação de plantas de tabaco com os parálogos Sw-a e Sw-5b revelou que somente o último ativa resistência contra isolados de TSWV. Com a disponibilidade do genoma do tomate, genes ortólogos também foram mapeados em S. lycopersicum. Esta tese inicia-se com uma descrição detalhada do sistema imune vegetal e descobertas anteriores sobre o cluster genético Sw-5 (Capítulo 1). Como parte da introdução, os problemas causados por tospovírus e suas características são descritas. Tendo essas informações como ponto de partida, esta tese focou no entendimento de pontos-chaves da resistência mediada pela proteína Sw-5b contra tospovírus com uma atenção especial nos eventos moleculares e celulares envolvidos atrás desse mecanismo de resistência. Análises funcionais foram realizadas para esclarecer as delimitações genéticas entre os ortólogos funcionais e não funcionais do cluster Sw-5 no reconhecimento de tospovírus e ativação de resistência. Já que transformantes de N. tabacum com o gene Sw-5b feitos anteriormente não apresentaram resposta hipersensitiva (HR) após inoculação com TSWV, plantas de N. benthamiana foram transformadas com o gene Sw-5b buscando linhas transgênicas que poderiam responder com HR e assim facilitar a identificação do determinante de avirulência (Avr) de TSWV (Capítulo 2). Enquanto N. tabacum foi transformada com o gene Sw-5b sob controle de seus próprios elementos regulatórios, N. benthamiana foi transformada com o gene Sw-5b sob controle do promotor 35S do Cauliflower mosaic virus (CaMV). De forma interessante, as plantas transformadas de N. benthamiana apresentaram forte HR após inoculação de suas folhas com TSWV e outras quatro espécies de tospovírus: Alstroemeria necrotic streak virus (ANSV), Tomato chlorotic spot virus (TCSV), Groundnut ringspot virus (GRSV) and Impatiens necrotic spot virus (INSV) (Capítulos 2 e 7). Para identificação do Avr, os genes de TSWV foram clonados e expressos individualmente em folhas de N. benthamiana expressando Sw-5b e em isolinhas de tomate resistentes (contendo Sw-5) para monitoramento de HR. Como resultado, HR foi induzida após expressão da proteína não-estrutural NSM do isolado BR-01 de TSWV que induz resistência, mas não do isolado GRAU de TSWV que quebra resistência (Capítulo 2). Foco sobre a proteína NSM seguiu no capítulo 3. Versões truncadas dessa proteína foram transientemente co-expressas com Sw-5b em folhas de N. benthamiana (wild type). Tais versões truncadas excluíam domínios anteriormente associados com formação de túbulos, movimento viral célula-célula e sistêmico. Proteínas NSM truncadas faltando até 50 aminoácidos (aa) de ambos N e C terminais (NSM inteira contém 301 aa) ainda induziram HR, sugerindo que funções associadas ao movimento viral e comportamento como Avr são características independentes para NSM. No capítulo 4 experimentos foram realizados para caracterizar uma nova espécie de tospovírus observado em plantas de feijão que apresentavam sintomas de mosaico necrótico em São Paulo, Brasil (2006). Microscopia eletrônica de folhas sintomáticas revelou partículas pleiomórficas agrupadas em vesículas. Devido ao fato de feijão ser um hospedeiro não usual e pelo resultado negativo em testes de ELISA para outras espécies já conhecidas por circular no Brasil, testes biológicos, sorológicos e moleculares foram realizados para caracterização de uma provável nova espécie de tospovírus. Este vírus apresentou um estreito espectro de hospedeiros, infectando sistemicamente três de vintes espécies de plantas indicadoras e apresentou propriedades sorológicas únicas quando comparado com outras espécies de tospovírus encontradas no Brasil. O sequenciamento do genoma deste tospovírus revelou uma nova espécie que, junto com Soybean vein necrosis-associated virus (SVNaV), representa uma nova linhagem evolutiva de tospovírus circulando no continente americano. Este tospovírus foi tentativamente chamado Bean necrotic mosaic virus (BeNMV). Já que a proteína Sw-5b reconhece pelo menos cinco espécies de tospovírus de origem “americana”, a proteína NSM do BeNMV também foi testada para monitoramento de HR através de sua co-expressão com Sw- 5b em folhas de N. benthamiana. O resultado, entretanto, mostrou que a proteína NSM do BeNMV não é um Avr cognato da proteína Sw-5b. No capítulo 5 é mostrado que a proteína Sw-5b induz HR dependentemente e independentemente da presença de NSM. A forma independente foi observada através da coexpressão da proteína Sw-5b com supressores de silenciamento gênico (p19 e NSS), os quais aumentaram a acumulação celular da proteína Sw-5b, induzindo auto-HR. Esta observação permitiu o screening de indução de HR e reconhecimento de NSM como eventos independentes para as outras proteínas Sw-5. Enquanto Sw-5a induziu auto-HR, ela não foi capaz de reconhecer NSM como Avr. De forma diferente, o ortólogo mais conservado das proteínas Sw- 5a e Sw-5b de S. lycopersicum susceptível a TSWV, nomeado Sw-5aS, não induziu qualquer tipo de HR. Através da co-expressão dos domínios individuais de Sw-5b, CC, NB-ARC, LRR ou de versões combinadas (CC-NB-ARC e NB-ARC-LRR) com NSM e com o supressor de silenciamento gênico p19, o papel desses domínios na indução de HR e no reconhecimento de NSM foram determinados. Enquanto NB-ARC foi suficiente para induzir auto-HR, NB-ARC-LRR induziu tanto auto quanto HR dependente de NSM, indicando que o domínio LRR especifica o reconhecimento do Avr. Já o domínio CC suprimiu HR induzida por NB-ARC em cis e trans, apontando para uma função regulatória de CC. A superexpressão do domínio NB-ARC de Sw- 5aS não resultou em HR, similar ao resultado da proteína Sw-5aS completa. Após alinhamento dos domínios NB-ARC, três variações de aminoácidos (aa) foram encontradas entre as proteínas Sw-5a, Sw-5b e Sw-5aS, os quais foram revertidos no último. Quando a glutamina da posição 599 foi convertida em uma arginina (Q599R), igual a proteína Sw-5b nesta posição, o domínio NB-ARC da proteína Sw-5aS tornou-se funcional para indução de HR. Modelagem deste domínio revelou que esta mutação encontra-se fora do domínio de ligação de ADP/ATP, o qual é importante para o switching entre os estados on e off dos domínios NB-ARC. Finalmente, a fusão do domínio LRR da proteína Sw-5b na variante Q599R do domínio NBARC de Sw-5aS resultou em auto-HR e HR dependente de NSM. Os construtos codificando os domínios da proteína Sw-5b também foram usados para estudos subcelulares no capítulo 6. Para este propósito, todas as proteínas estavam fusionadas a Green Fluorescence Protein (GFP) na porção N-terminal para tornar possível a visualização por microscopia confocal em tecido folhear. Enquanto a proteína Sw-5b inteira, os domínios CC, NB-ARC e LRR e o combinado CC-NB-ARC apresentaram distribuição nucleocitoplasmática, NB-ARC-LRR localizou-se somente no citoplasma, sugerindo que CC sinaliza o importe nuclear. Os domínios NB-ARC e LRR também foram investigados para uma possível interação direta com NSM através da técnica Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC). Enquanto interação direta não foi observada entre LRR e NSM, o domínio NB-ARC aparentou interagir com NSM. As especificidades para o reconhecimento de NSM como Avr são discutidas no capítulo 7, levando em consideração aspectos evolutivos de tomates e tospovírus. Um modelo da ativação da proteína Sw-5b é postulado no texto tendo como base a dissecção desta proteína e os ensaios de localização subcelular, além de sua putativa interação direta com NSM. / Tomato spotted wilt virus (TSWV) along with other tospovirus species (family Bunyaviridae) is responsible for substantial losses in crop production around the world. Tospoviruses are transmitted in a propagative and circulative manner by thrips vectors (Order Thysanoptera). As for other pathogens, disease management against tospoviruses pursues a holistic approach involving a combination of cultural, phytosanitary, chemical, and biological tactics, when suitable in addition to the use of resistant crops. Nevertheless, successful control has proven difficult given the broad host range of these viruses and their effective spread by thrips vectors. More importantly, increased reliance on the use of low-cost insecticides has exacerbated tospovirus spread by causing thrips resistance. To ease the financial and environmental constraints associated with insecticide abuse to control thrips, efforts have been increased to obtain genetically resistant cultivars as an integral component of disease management strategies. So far there are two resistance sources available for commercial breeding of vegetables against TSWV. One of these sources is the Sw-5 gene cluster, which has been found in Solanum peruvianum L., a wild species of tomato from Peru, and has been introgressed in S. lycopersicum L. cultivars (commercial tomatoes). After gene mapping, it has been reported that at least five paralogs compose the Sw-5 gene cluster in S. peruvianum, which were named Sw- 5a to Sw-5e. These paralogs encode NB-LRR receptors, a class of cytoplasmic proteins that activate disease resistance upon direct or indirect recognition of pathogens that have overcome the first lines of defense of the plant immune system. Transformation of tobacco plants with the paralogs Sw-5a and Sw-5b, revealed that only the latter triggers resistance against TSWV isolates. With the availability of the tomato genome, highly conserved orthologs have been mapped in S. lycopersicum as well. This thesis started off with a detailed description of the plant immune system and previous findings about the Sw-5 gene cluster (Chapter 1). As part of this introduction, the problems caused by tospoviruses, to which Sw-5b locus confers resistance and the characteristics of these viruses have been described. With this knowledge as a starting point, this thesis focused on unraveling the key features of Sw-5b-mediated resistance against TSWV with special attention to the molecular and cellular events underlying the resistance mechanism. Functional analyses have been performed towards clarification of the genetic delimitations between functional and non-functional Sw-5 orthologs considering tospovirus recognition and resistance triggering. Since earlier made N. tabacum transformants containing Sw-5b did not show a hypersensitive response (HR) upon challenging with TSWV, N. benthamiana have been transformed with Sw-5b aiming to obtain transgenic lines that would respond with a visual HR and thereby facilitate the identification of the avirulence determinant (Avr) from TSWV (Chapter 2). While N. tabacum plants were transformed with Sw-5b gene under control of its own regulatory elements, the N. benthamiana plants were transformed with the Sw-5b gene under control of the Cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter. Interestingly, the Sw-5btransformed N. benthamiana plants presented a strong HR upon challenging with TSWV and four other tospoviruses: Alstroemeria necrotic streak virus (ANSV), Tomato chlorotic spot virus (TCSV), Groundnut ringspot virus (GRSV) and Impatiens necrotic spot virus (INSV) (Chapter 2 and 7). To identify the Avr, TSWV genes were cloned and expressed individually in leaves of Sw-5b-transformed N. benthamiana plants and Sw-5-resistant tomato isolines for HR monitoring. As a result, HR was triggered upon expression of the non-structural protein NSM from the resistance-inducing TSWV isolate BR-01, but not from the resistance-breaking TSWV isolate GRAU (Chapter 2). The research on NSM was continued in Chapter 3, in which truncated versions of this protein were transiently co-expressed with Sw-5b in wild type N. benthamiana leaves. These truncations lacked domains previously associated with tubule formation, cell-tocell and systemic viral movement. Truncated NSM proteins lacking up to 50 amino acids (aa) from either the N- or C-terminus (full NSM is 301 aa in size) still triggered Sw-5b-mediated HR, suggesting that viral movement functions of NSM and its fate as Avr are independent from each other. Chapter 4 described experiments to characterize a new tospovirus collected from bean plants showing necrotic mosaic symptoms during a field survey in São Paulo, Brazil (2006). Electron microscopy of symptomatic leaves revealed pleomorphic particles packed in vesicles. Due to its unusual natural host for a “Brazilian” tospovirus and being negative in ELISA for tospovirus species known to be circulating in Brazil, biological, serological, and molecular tests were performed to further characterize this putatively new tospovirus species. The virus appeared to have a narrow host-range, systemically infecting only three out of twenty test-plants of various species and presented unique serological properties when compared to other known tospovirus species. The genome sequencing of this tospovirus revealed a completely new species, which, together with Soybean vein necrosis-associated virus (SVNaV), represents a second evolutionary lineage of tospoviruses circulating in the American continent. This new tospovirus was tentatively named Bean necrotic mosaic virus (BeNMV). Since the Sw-5b protein recognizes at least five tospovirus species of “American” origin, the NSM protein of BeNMV was also tested for HR-triggering through co-expression with Sw-5b in N. benthamiana leaves. The outcome, however, indicated that the NSM protein of BeNMV is not a cognate Avr of the Sw-5b protein. In Chapter 5 it is shown that the Sw-5b protein triggers both NSM-dependent and - independent HR. The latter was achieved by co-expression of Sw-5b with RNA silencing suppressors (p19 and NSS), which increased the Sw-5b cellular accumulation and lead to auto- HR. This observation allowed the screening of HR-triggering and NSM-recognition as uncoupled events for other Sw-5 proteins as well. While Sw-5a could trigger auto-HR, it lacked the ability to recognize NSM as Avr. On the other hand, the highest conserved ortholog of Sw-5a and Sw-5b from susceptible S. lycopersicum, named here as Sw-5aS, lacked both auto-HR and NSMdependent HR. By co-expression of the individual Sw-5b domains CC, NB-ARC, LRR or combined versions (CC-NB-ARC and NB-ARC-LRR) with NSM and the silencing suppressor p19, the role of these domains in HR-triggering and NSM-recognition was determined. While NBARC was sufficient for auto-HR, NB-ARC-LRR triggered both auto- and NSM-dependent HR, indicating that LRR specifies the Avr recognition. The CC domain suppressed HR triggered by NB-ARC in cis and trans, pointing towards a regulatory function for CC. The overexpression of the NB-ARC domain from Sw-5aS did not result in HR, similar to the outcome with the full-length Sw-5aS protein. After alignment of the NB-ARC domain, three mismatches were found between Sw-5a, Sw-5b, and Sw-5aS which were reverted in the latter. When the glutamine at position 599 was converted into an arginine (Q599R), to mimic the situation in the Sw-5b protein at this position, the Sw-5aS NB-ARC domain became functional for auto-HR triggering. Modeling of this domain revealed that this mutation was outside of the ADP/ATP binding site, which is important for the switching between “on” and “off” states of NB-ARC domains. Finally, the fusion of the LRR domain of Sw-5b to the Q599R variant of the Sw-5aS NB-ARC domain resulted in both auto- and NSM-dependent HR. The constructs encoding the various Sw-5b domains were used for subcellular studies in Chapter 6. To this end, all constructs encoded proteins were fused with Green Fluorescence Protein (GFP) at their N-terminus, to enable easy visualization by confocal microscopy in leaf tissue. Whereas the full-length Sw-5b protein, the individual domains CC, NB-ARC, and LRR and the combined CC-NB-ARC version showed a nucleocytoplasmic distribution, NB-ARC-LRR localized only in the cytoplasm, suggesting that CC signalizes nuclear import. The subdomains NB-ARC and LRR were also investigated for a possible direct interaction with NSM using Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC). While for LRR interaction with NSM was not observed, the NB-ARC domain seemed to directly bind to NSM. The specificities for NSM recognition have been discussed in Chapter 7 taking into consideration evolutionary aspects of tomatoes and tospoviruses. A model for Sw-5b activation is postulated throughout the text based on the dissection of this protein in HR-triggering and subcellular localization assays and on its putative direct interaction with NSM.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-04-07T12:59:49Z No. of bitstreams: 1 2016_TadeuAraujoSouza.pdf: 1810896 bytes, checksum: 875d57d95829fcdd5ba22d41167265c1 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-04-07T16:48:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_TadeuAraujoSouza.pdf: 1810896 bytes, checksum: 875d57d95829fcdd5ba22d41167265c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T16:48:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_TadeuAraujoSouza.pdf: 1810896 bytes, checksum: 875d57d95829fcdd5ba22d41167265c1 (MD5) / O tomateiro (Solanum lycopersicum) é um das hortaliças mais cultivadas em todo o mundo, inclusive no Brasil, principalmente pelas suas características nutricionais e pela sua importância sócio econômica. Essa cultura pode ser alvo de uma grande diversidade de pragas, incluindo alguns grupos de vírus. Entre os principais encontram-se as espécies dos gêneros Begomovirus, Tospovirus e Crinivirus. Os crinivírus são vírus emergentes, com duas espécies conhecidas em tomateiro Tomato chlorosis virus (ToCV) e Tomato infectious chlorosis virus (TICV) e que foram identificadas em meados da década de 90, nos Estados Unidos. No Brasil, até o momento, apenas ToCV foi relatado infectando o tomateiro. Geneticamente, o ToCV é composto por duas moléculas de RNA fita simples, encapsidadas em partículas virais longas e flexuosas. A transmissão é feita por três espécies de moscas-brancas: Bemisia tabaci, Trialeurodes vaporariorum e T. abutiloneus. Em tomateiro, o principal sintoma caracteriza-se por manchas cloróticas que desenvolvem uma clorose internerval intensa, visualizada principalmente nas folhas baixeiras. O primeiro relato de ToCV no Brasil ocorreu em 2008 e, desde então, este vírus tem sido encontrado nas principais regiões produtoras de tomate do país, porém ainda é pouco estudado. Devido a essa demanda de pesquisa, o objetivo desse trabalho foi determinar a gama de hospedeiros do ToCV no Brasil. Foram avaliadas 50 espécies dentre elas, plantas cultivadas e não cultivadas, inoculadas com ToCV pelo inseto vetor (B. tabaci biótipo B). Do total de plantas avaliadas, nove espécies foram suscetíveis ao isolado testado de ToCV, indicando a potencial capacidade dessas plantas de atuarem como hospedeiras alternativas de ToCV em campo. Concluiu-se então que é necessária maior preocupação com as plantas Amaranthus hibridus, Solanum americanum, Nicandra physaloides e Physalis angulata, pois além de suscetíveis a ToCV, são plantas altamente infestantes em lavouras de tomate e potenciais hospedeiras alternativas do vírus na ausência ou na presença da cultura. Na ausência de tomateiro nas áreas de produção, o virus pode permanecer nas hospedeiras alternativas e, na presença de tomateiro, tais hospedeiras são potencias fontes de inóculo de ToCV. O sinergismo entre ToCV e o tospovírus Tomato spotted wilt virus (TSWV) foi recentemente relatado na Espanha. Nessa interação, há aparentemente um favorecimento da infecção de TSWV em plantas resistentes (com gene Sw-5), quando previamente infectadas por ToCV. Por se tratar de um relato preocupante, parte desse trabalho foi então desenvolvido para avaliar esse sinergismo entre ToCV e tospovírus em tomateiro. Foram selecionadas as cultivares resistentes a tospovírus, Predador e Viradoro, e a cultivar suscetível Dominador, utilizada como controle nos ensaios. As cultivares de tomateiro resistentes foram previamente infectadas por ToCV pelo inseto vetor e, posteriormente, inoculadas com os tospovírus Tomato chlorotic spot virus (TCSV) e Groundnut ringspot virus (GRSV). Após a inoculação, as plantas resistentes não foram infectadas pelos tospovírus, avaliadas visualmente e por teste sorológico (Dot-Elisa). Adicionalmente, foi utilizado outro modelo biológico com Nicotiana benthamina não transgênica e transgênica, transformada constitutivamente com o gene Sw-5. As plantas transgênicas resistentes previamente infectadas por ToCV e posteriomente inoculadas com os tospovírus apresentaram sintoma de lesão local, indicando resistência e ausência de infecção sistêmica. A infecção prévia de ToCV não alterou a expressão do gene Sw-5, responsável por conferir resistência a tospovírus em plantas de tomate e N. benthamiana. Estudos para identificar hospedeiras alternativas de ToCV e compreender o comportamento dos vírus em casos de infecção mista constituem ações indispensáveis para o sucesso de qualquer estratégia de controle. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The tomato (Solanum lycopersicum) is one of the most cultivated vegetables around the world, including Brazil, mainly by their nutritional characteristics and socio-economic importance. This crop is affected by a large variety of pests and pathogens, including some viruses. The major species are found within the genus Begomovirus, Tospovirus and Crinivirus. The criniviruses are emerging viruses, with two known species in tomato Tomato chlorosis virus (ToCV) and Tomato infectious chlorosis virus (TICV). They were identified in the mid 90s, in the United States. In Brazil, only ToCV was reported in tomatoes. Genetically, ToCV consists of two single-stranded RNA molecules, encapsidated in long and flexuous viral particles. They are transmitted by three whitefly species: Bemisia tabaci, Trialeurodes vaporariorum and T. abutiloneus. In tomato, the main symptoms are characterized by chlorotic spots, which evolve to strong internerval chlorosis, mainly visualized in the lower leaves. The first report of ToCV in Brazil was made in 2006 and since then the virus has been found in the main producing regions of tomato of the country. However, it has been poorly studied. Due to this demand, the aim of this study was to determine the host range of ToCV in Brazil. A total of 50 species of cultivated and non-cultivated plants was tested in inoculation with ToCV by the insect vector (B. tabaci biotype B). Nine species were shown to be susceptible to ToCV infection, indicating the potential ability of these plants to act as alternative hosts of ToCV in the field. Therefore, it was concluded that the growers are concerned with the following plants: Amaranthus hibridus, Solanum americanum, Nicandra physaloides and Physalis angulata. They were all susceptible to ToCV, and are frequently found in tomato crops. They are potential virus alternative hosts in the absence of tomato plants, and when tomatoes are present, they can act as inoculum source of ToCV to these plants. The possible synergism between ToCV and the tospovirus Tomato spotted wilt virus (TSWV) was recently reported. In this interaction, apparently a ToCV infection foster TSWV infection in TSWV-resistant plants (contatining the Sw-5 gene). The interaction between two or more viruses can result in unexpected pathological consequences and because of this possible impact in the Brazilian tomato production, we evaluated this synergism between ToCV and tospovirus in tomatoes in the Brazilian conditions. The tospovirus-resistant cultivars Predador and Viradoro were selected, and the susceptible cultivar Dominador was used as control in the assays. Resistant tomato cultivars were previously infected with ToCV by the insect-vector and then inoculated with tospoviruses Tomato chlorotic spot virus (TCSV) and Groundnut ringspot virus (GRSV). After inoculation, the resistant plants were not infected, confirmed by visual inspection and a sorologic test (Dot-Elisa). In addition, a similas test was performed using transgenic and non-transgenic Nicotiana benthamiana plants, which are constitutively transformed with the gene Sw-5. The resistant transgenic plants previously infected with ToCV and subsequently inoculated with TCSV and GRSV showed local lesion symptoms, indicating resistance and absence of systemic infection. The prior infection of the resistant plants with ToCV did not alter the expression of the Sw-5 gene. It is believed that this absence of resistance breakdown is possibly associated with the tomato variety and the viral species that were used. The identification of alternative hosts of ToCV and undertanding the interaction of the viruses in cases of mixed infection are essential information to enable the success of any virus control strategy.

Orientador : Prof. Dr. Átila Francisco Mógor / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa: Curitiba, 13/07/2016 / Inclui referências : f. 19-23;49-51 / Área de concentração: Produção vegetal / Resumo: O tomate (Solanum lycopersicum L.) ocupa posição importante no setor de olericultura, tem demanda frequente e mundial e retorno econômico considerável. Também existe a busca dos consumidores por produtos mais saudáveis, ou seja, cultivados em sistemas sustentáveis sem ou com o mínimo resíduo químico possível. Como opção para atender a esses requisitos associam-se as bactérias como métodos alternativos aos agroquímicos e nesse estudo, especificamente, a espécie Bacillus subtilis que já mostrou resultados promissores em sistema de produção orgânica. Foram conduzidos dois experimentos na Área de Olericultura Orgânica da Universidade Federal do Paraná (UFPR), no município de Pinhais - PR em duas safras 2013/2014 e 2014/2015. Utilizou - se duas cultivares de tomate tipo italiano, Cardyna e Trinidade, em ambos os experimentos. O primeiro experimento teve com objetivo avaliar a influência de B.subtilis em crescimento inicial e o delineamento experimental foi totalmente casualizado em arranjo fatorial com 3 formas de aplicação da bactéria: semente; rega; testemunha que não recebeu aplicação; nas duas cultivares de tomate tipo italiano. Foram avaliadas as variáveis massa fresca e seca de folhas, caules e raízes também parte área. O segundo experimento teve como objetivo avaliar a influencia da bactéria na produção e as alterações bioquímicas no tomateiro, o delineamento experimental foi totalmente casualizado em arranjo fatorial em 4 formas de aplicação da bactéria: rega; pulverização foliar; rega + pulverização foliar; testemunha sem aplicação; nas duas cultivares de tomate tipo italiano. As variáveis de produção analisadas das plantas adultas foram: diâmetros equatorial e longitudinal dos frutos, massa média de frutos e produção média por planta. As análises bioquímicas foram: clorofila, açúcares, aminoácidos, compostos fenólicos, flavonoides, proteínas, fenilalanina amônia-liase, quitinase e ? 1,3 glucanases. Os resultados demonstram que B.subtilis estimulou o crescimento inicial de plantas de tomateiro incrementando valores de massa fresca, seca e parte aérea quando aplicado como rega, apresentando interações com o genótipo de cultivares utilizadas. A bactéria B.subtilis, não influenciou a produção das cultivares 'Cardyna' e 'Trinidade' em safras sucessivas. Entretanto estimulou a produção de pigmentos relacionados com a fotossíntese, clorofila a, b, total e carotenoides, apresentando interações com os genótipos quanto ao acúmulo de açúcares redutores e não redutores e proporcionou o incremento das enzimas fenilalanina amônia-liase, quitinase e ? 1,3 glucanases, relacionadas à defesa das plantas sem que houvesse custos na produção. As formas de aplicação apresentaram interação com o genótipo e com a variável analisada. Palavras chave: Solanum lycopersicum L, bactérias promotoras do crescimento de plantas, biofertilizantes, sustentabilidade. / Abstract: Tomato (Solanum lycopersicum L.) occupies an important position in the horticulture industry, has frequent and global demand and considerable economic returns. There is also the search consumers for healthier products, cultivated in organic systems without or with minimum chemical residue. As an option to meet these requirements there are bacterias as alternative methods to pesticides and this study specifically, the Bacillus subtilis species that has shown promising results in organic production system. Two experiments were conducted in the Organic Vegetable Crops Area of the Federal University of Paraná (UFPR), in the city of Pinhais - PR in two seasons 2013/2014 and 2014/2015. It used two Italian type tomato cultivars, Cardyna and Trinidade, in both experiments. The first experiment was to evaluate the influence of B. subtilis in initial growth and the experimental design was completely randomized in a factorial arrangement with 3 application forms of bacteria: seed; irrigation; control who did not receive the application; the two Italian type tomato cultivars. The variables fresh and dry weight of leaves, stems and roots also aerial parts were evaluated. The second experiment was to evaluate the influence of bacteria in the production and biochemical changes in the tomato, the experimental design was completely randomized in a factorial arrangement 4 application forms of bacteria: irrigation; foliar spray; Irrigation + foliar spray; control without application; the two italian type tomato cultivars. Production variables of adult plants were equatorial and longitudinal diameters of fruit, average fruit weight and average yield per plant. Biochemical analyzes were chlorophyll, sugars, amino acids, phenolic compounds, flavonoids, proteins, phenylalanine ammonia-lyase, chitinase and ?-1,3-glucanases. The results showed that B. subtilis stimulated the initial growth of tomato plants increasing values of fresh, dried weight when applied as irrigation, showing interactions with the genotype used cultivars. The B. subtilis bacteria did not influence the production of the cultivars 'Cardyna' and 'Trinidade' in successive seasons. However it stimulated the production of related pigments with photosynthesis, chlorophyll b, and total carotenoid, showing interactions with the genotypes for the accumulation of reducing sugars and non-reducing and provided increased enzyme phenylalanine ammonia-lyase, chitinase and ?-1 , 3-glucanases, related to the protection of plants without there costs in production. The forms of application presented interaction with the genotype and the variable analyzed. Keywords: Solanum lycopersicum L, plant growth promoting bacteria biofertilizers, sustainability.

Orientador : Prof. Dr. Átila Francisco Mógor / Coorientador : Profª. Drª. Lucimeris Ruaro / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa: Curitiba, 14/06/2016 / Inclui referências: f 24-28;31-32;42-45;53-55;68-71;84-88;93-95 / Área de concentração: Produção vegetal / Resumo: O tomateiro é uma cultura amplamente difundida, seus frutos podem ser utilizados in natura ou industrializados. Portanto possui relevância econômica e importância social pois seus derivados passam por uma extensa cadeia produtiva que gera inúmeros empregos. Atualmente com uma maior conscientização ambiental e também visando a saúde, o uso de tecnologias biológicas que incrementem a produtividade sem aditivos químicos, são alternativas desejáveis. Neste contexto o uso de bactérias promotoras de crescimento vegetal vem de encontro a estas necessidades. A bactéria Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum FZB42, que já tem caracterizada algumas habilidades de interesse agronômico, foi o alvo utilizado no estudo da interação planta x bactéria. Sendo assim, os objetivos deste estudo foram: (i) investigar na bactéria características relacionadas à promoção do crescimento vegetal; (ii) verificar alterações morfométricas das plantas de tomateiro inoculadas com FZB42 na germinação de sementes, na produção de mudas e no crescimento das plantas até 60 dias em sistema orgânico em diferentes doses (1,5x109; 6,0x1010; 2,4x1011 bactérias mL-1); (iii) analisar alterações bioquímicas e nutricionais em plantas de tomateiro; (iv) avaliar a produção de tomates mediante inoculação da bactéria nas doses (1,5x109; 6,0x1010). FZB42 apresentou resultados positivos para produção de sideróforos e compostos indólicos com e sem suplementação de triptofano. Sementes inoculadas não tiverem seu percentual de germinação alterado. Na produção de mudas, a dose de 6,0x1010, foi a mais estimuladora do crescimento vegetal, com incrementos na parte aérea das cultivares Cereja 261, Santa Clara I-5300, Santa Cruz Kada Gigante e Serato F1, bem como aumentou os teores de clorofila. As mudas das duas últimas cultivares, na mesma dose, também tiveram o sistema radicular estimulado e os teores de açúcares solúveis e proteínas solúveis aumentados. A dose de 1,5x109 reduziu o crescimento das mudas. Plantas com 60 dias após semeadura, de 'Cereja 261', 'Santa Clara I-5300' e 'Serato F1' apresentaram-se com maior parte aérea e raízes quando inoculadas com 6,0x1010. Plantas de 60 dias submetidas a 1,5x109 tiveram estímulos mais discretos e quando inoculadas com 2,4x1011 os aspectos biométricos foram diminuídos. Nesta etapa o perfil metabólico dos cultivares não seguiu um padrão, pois estavam sujeitos às variação morfométricas devido às diferenças de estadio fenológico. O cultivar Serato F1 foi conduzido à campo em cultivo protegido. Aos 135 dias após plantio (em plena frutificação) apresentou, nas folhas, açúcares solúveis totais e aminoácidos livres totais em maiores quantidades nas plantas inoculadas com as doses de 1,5x109 e 6,0x1010. Já os frutos maduros das plantas inoculadas, também colhidos no mesmo momento, apresentaram mais proteínas solúveis totais e aminoácidos livres totais. Neste mesmo período a análise de macro e micro nutrientes revelou que plantas inoculadas tinham maiores teores de nitrogênio, ferro e manganês. A dose de 6,0x1010 diminuiu os níveis de cobre e aumentou zinco. Quanto aos aspectos produtivos, todos os tratamentos com plantas inoculadas apresentaram cerca de quarto frutos a mais por planta, sendo estes frutos de maior calibre e mais pesados que o controle não inoculado. Isso refletiu em uma produção de cerca de 1 kg a mais por planta, o que considerando 12,820 plantas ha-1, representa um incremento de 11,76 e 13,23 ton ha-1 nas doses de 1,5x109 e 6,0x1010, respectivamente. Portanto, FZB42 na dose de 6,0x1010 foi mais adequado para estímulo ao crescimento vegetal na fase de produção de mudas. Em termos de produtividade ambas as doses 1,5x109 e 6,0x1010 foram eficazes. Sendo assim, FZB42 na dose de 6,0x1010 bactérias mL-1 foi efetivo na promoção de crescimento durante todo o ciclo do tomateiro e com isso demonstrou potencial como inoculante ou bio-fertilizantes proporcionando alterações metabólicas e nutricionais. Palavras-chave: Bactérias promotoras de crescimento vegetal. Inoculante. Bio-fertilizante. Produtividade. Bacillus amyloliquefaciens. Solanum lycopersicum. / Abstract: The tomato is a widespread crop, its fruits can be used as a raw material for processed food. Therefore it has economic relevance and social importance because is the basis of an extensive production chain that generates numerous jobs. Currently greater environmental awareness and also aimed at health, the use of biological technologies that increase productivity without chemical additives, are desirable alternatives. In this context the use of plant growth promoting bacteria comes to attend these needs. The bacteria Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum FZB42, which already has characterized some desirable agronomically desirable effects, was the aim at this study of plant x bacteria interaction. Thus, the objectives of this study were: (i) investigate the bacteria characteristics related to the promotion of plant growth; (ii) verify morphometric changes of tomato plants inoculated with FZB42 on seed germination, in the production of seedlings, and plant growth to 60 days after sowing in organic system at different doses (1.5x109; 6.0x1010; 2.4x1011 bacteria mL-1); (iii) analyze biochemical and nutritional changes in tomato plants; (iv) evaluate the production of tomatoes by inoculation of bacteria in doses (1.5x109; 1,6x105). FZB42 tested was positive for siderophore production and indolec compounds with and without tryptophan supplementation. Inoculated seeds have not changed their germination percentage. In the production of seedlings, the dose of 1.6x105 was the most stimulating plant growth, with increases in the shoots of 'Cherry 261', 'Santa Clara I-5300', 'Santa Cruz Kada Gigante' and 'Serato F1', as well as increased levels of chlorophyll. The last two cultivars seedlings at the same dose also had their roots stimulated and showed increaes in total soluble sugars and total soluble proteins. The dose of 2.4x1011 reduced seedling growth. Plants 60 days after sowing, the 'Cherry 261,' 'Santa Clara I-5300' and 'Serato F1' were improved their shoots and roots growth when inoculated with 6.0x1010. Plants with 60 days inoculates with 1.5x109 had more discrete stimuli and when inoculated with 2.4x1011 the growth were diminished. At this stage the metabolic profile of cultivars did not follow a pattern because they were subject to the morphometric variation due differences in phenological stages. The cultivar Serato F1 was cultivated in greenhouse. At 135 days after planting (in full fruiting) the leaves presented total soluble sugars and total free amino acids in a larger amount in the plants inoculated with doses of 1.5x109 and 6.0x1010. In addition, the ripe fruits of inoculated plants, harvested at this time, had more total soluble protein and total free amino acids. In the same period, the analysis of macro and micronutrients on leaves showed that inoculated plants had higher levels of nitrogen, iron and manganese. The dose of 6.0x1010 decreased copper and increased zinc levels. All inoculated plants showed the increment of around four fruits per plant, which fruits with greater caliber and heavier than uninoculated control. This reflected in an increasing of about 1 kg at more per plant, considering that 12,820 plants ha-1, representing an increase of 11.76 tons ha-1 and 13.23 tons ha-1 at the doses of 1.5x109 and 6.0x1010 respectively. Therefore, Bacillus amyloliquefaciens FZB42 at 6.0x1010 dose was more efficient for stimulating plant growth in seedling production. In terms of yield, both 1.5x109 and 6.0x1010, doses were effective. Thus, FZB42 at a dose of 6.0x1010 bacteria mL-1 was effective in promoting growth throughout the tomato cycle and it showed potential as inoculant or bio-fertilizer providing nutritional and metabolic changes. Key-words: Plant growth promoting bacteria. Inoculation. Biofertilizers. Productivity. Bacillus amyloliquefaciens. Solanum lycopersicum.

Cyphomandra betacea, popularmente conhecida como tomate árvore ou tamarillo, é uma planta de origem andina da família Solanaceae, com alto potencial econômico como frutífera. A propagação desta espécie ocorre principalmente através de sementes, o que eleva a variabilidade genética, prejudicando a produção de mudas para cultivo em larga escala. Uma alternativa para a produção de mudas é a propagação in vitro. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar o comportamento in vitro de diferentes explantes de C. betacea frente a reguladores de crescimento, assim como determinar a atividade antioxidante e conteúdo fenólico em folhas, frutos in vivo e folhas de plantas micropropagadas de tamarillo. Os resultados obtidos mostram que a micropropagação por subdivisão de segmentos nodais em meio MS sem reguladores de crescimento, é uma alternativa viável para a obtenção de plantas uniformes a partir de explantes oriundos de plantas selecionadas. Regeneração direta foi obtida através do cultivo de segmentos de hipocótilos em meio MS contendo 0,5 mg/L de BA, servindo como alternativa de propagação. Auxinas como 2,4-D, picloram e ANA induziram a formação de calos em explantes foliares e caulinares de C. betacea. Entretanto, a elevada oxidação fenólica de explantes e calos impediu a regeneração indireta de plantas a partir destes calos. Por outro lado, regeneração indireta por organogênese foi obtida de calos formados na ausência de reguladores quando transferidos para meio MS com 0,5 mg/L de BA. Extratos foliares de C. betacea apresentaram maior atividade antioxidante do que os sucos de frutos maduros e imaturos. Reguladores de crescimento influenciam a atividadade antioxidante, de folhas de plântulas in vitro. Tratamentos com BA induzem um aumento no teor de polifenóis totais e na atividade antioxidante in vitro. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-29T18:57:19Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Valquiria de Lima Tavares.pdf: 1080543 bytes, checksum: d6972c52d4a04a2bb1f389e82f38cefc (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-29T18:57:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Valquiria de Lima Tavares.pdf: 1080543 bytes, checksum: d6972c52d4a04a2bb1f389e82f38cefc (MD5) / Cyphomandra betacea, popularly known as "tomate árvore" or "tamarillo", is an Andean species of the Solanaceae family with high economic potential as fruit crop. The propagation of this specie is made by seeds, a system that provoke undesirable variations in fruit shape, color, plant behavior and yield, among other traits. An alternative for the production of C. betacea is in vitro propagation. In this context, the aims of the present work were to evaluate the in vitro response of different explants of C. betacea to growth regulators, as well as the determination of the antioxidant activity and phenolic content of leaves, fruits and micropropagated plants of tamarillo. The results obtained showed that micropropagation by divition of nodal segments and their culture on MS medium without growth regulators, is a feasible alternative for the production of uniform propagules from selected plants. Direct regeneration was obtained from hypocotiles segments cultivated on MS medium supplemented with 0.5 mg/L of BA, representing an alternative for C. betacea propagation. Auxins, as 2,4-D, picloram and NAA, induced callus formation from leaves and stem explants of C. betacea. However, high phenolic oxidation of both explants and calli prevented the indirect regeneration from those calli. However, indirect organogenic regeneration was obtained from stem derived calli developed in the absence of growth regulators, when transferred to MS medium with 0.5 mg/L of BA. Leaf extracts of C. betacea exhibited higher antioxidant activity than the juice obtained from mature and immature fruits. In vitro growth on BA containing media duplicated the phenolic content and the DPPH free radical scavenging prorierty, and significantly reduced the CAT-like activity.

O cádmio (Cd) é considerado um metal extremamente tóxico à maioria dos organismos. As plantas constituem a principal forma de entrada deste metal na cadeia alimentar. O tomate, uma espécie amplamente utilizada para consumo humano, foi recentemente identificado como hiperacumulador de Cd. Diante disso, o presente trabalho objetivou quantificar o teor de Cd nas folhas e frutos de seis cultivares de tomate, bem como caracterizar os genes possivelmente envolvidos na tolerância e na hiperacumulação de Cd nesta espécie. Para tanto, as cultivares de tomate foram cultivadas na presença da dose de Cd de 90 mg Kg-1 ou na ausência deste metal. Simultaneamente, foi procedida uma busca de genes ortólogos aos HMAs (HMA1 – HMA4) de Arabidopsis thaliana, os quais formam um grupo de transportadores de metais, incluindo o Cd. Através desta busca, foi identificado em tomate um ortólogo ao HMA1 de A. thaliana. A expressão do HMA1 e também do LeNRAMP3, LeFER, LeIRT1 e LeNRAMP1, os quais são genes envolvidos no transporte de metais em tomate, foi comparada entre as plantas cultivadas com e sem Cd. Na maioria das cultivares de tomate, todos os genes avaliados foram responsivos ao Cd, sendo verificado um aumento nas expressões em resposta a presença do metal no substrato. Todas as cultivares de tomate utilizadas foram caracterizadas como hiperacumuladoras de Cd e foram capazes de acumular o metal nos frutos. No intuito de caracterizar o papel do HMA1 durante o processo de hiperacumulação de Cd em tomate, este gene foi empregado nas etapas que compõem o silenciamento gênico induzido por vírus (VIGS). O silenciamento do HMA1 não teve efeito na acumulação de Cd na parte aérea de tomate. Por outro lado, o silenciamento deste gene resultou na redução do peso seco das raízes e no aumento da intensidade dos sintomas de clorose nas plantas cultivadas com Cd a 0,7 mM. Em conjunto, os resultados indicam que o tomate representa um organismo modelo atrativo para a elucidação dos mecanismos envolvidos na tolerância e na hiperacumulação de Cd. / Cadmium (Cd) is considered an extremely toxic metal to most organisms. Plants are the main pathways for Cd entry into the food chain. Tomato, a species widely used for human consumption, was recently identified as a Cd hyperaccumulator. Therefore, this study aimed to quantify Cd content in leaves and fruits of six tomato cultivars, as well as characterize the genes possibly involved in Cd tolerance and hyperaccumulation in this species. To this end, the tomato cultivars were grown in the presence of Cd at 90 mg kg-1 or in the absence of the metal. Simultaneously, a search for orthologous genes to HMAs (HMA1 - HMA4) from Arabidopsis thaliana was performed, these genes are a group of metal transporters, including Cd. By this search, was identified an ortholog of HMA1 from A. thaliana in tomato. The expression of HMA1 and also of the genes LeNRAMP3, LeFER, LeIRT1 LeNRAMP1, which are involved in transport of metals in tomato, was compared between plants grown with and without Cd. In most tomato cultivars, all genes were responsive to Cd, and it was verified an increase in expression in response to the metal presence. All the tomato cultivars used were characterized as Cd hyperaccumulators and were able to accumulate the metal in the fruits. In order to characterize the role of the HMA1 during the process of Cd hyperaccumulation in tomato, this gene was used in the steps that comprise the virus induced gene silencing (VIGS). The silencing of HMA1 had no effect on Cd accumulation in tomato shoot. On the other hand, this gene silencing resulted in a reduction of the roots dry weight and in an increased severity of the symptoms of chlorosis in plants grown with 0.7 mM of Cd. Taken together, these results indicate that tomato represents an attractive model organism for elucidation of the mechanisms involved in Cd tolerance and hyperaccumulation.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2015-05-08T15:31:34Z No. of bitstreams: 1 2014_EleniceAlvesBarboza.pdf: 2756246 bytes, checksum: da497bca2a4dbe7795ad54ef3b1d07b4 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-05-11T11:14:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_EleniceAlvesBarboza.pdf: 2756246 bytes, checksum: da497bca2a4dbe7795ad54ef3b1d07b4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-11T11:14:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_EleniceAlvesBarboza.pdf: 2756246 bytes, checksum: da497bca2a4dbe7795ad54ef3b1d07b4 (MD5) / A irrigação é um insumo indispensável para a produção de alimentos durante grande parte do ano. Entretanto, a fonte de água utilizada pode carregar propágulos de patógenos que causam doenças em plantas cultivadas. Entre os microrganismos que frequentemente são isolados de ambientes aquáticos, destacam-se os representantes do Filo Oomycota, incluindo espécies de fitopatógenos dos gêneros Pythium e Phytophthora. A detecção e o monitoramento dessas espécies tornou-se um passo chave para o manejo de doenças de plantas, principalmente em países que reciclam a água da irrigação. No Brasil, ainda é muito incipiente o conhecimento sobre a diversidade e os aspectos ecológicos de Pythium spp. e Phytopthora spp. em ecossistemas aquáticos, assim como a disponibilidade de métodos práticos e acessíveis para a detecção das espécies na água. Desta forma, na primeira etapa deste estudo foram avaliadas folhas de diferentes espécies vegetais como iscas para Pythium e Phytophthora em fontes de água usada para irrigação de tomateiro. A patogenicidade dos isolados obtidos foi testada em frutos de tomate verdes. Em todos os locais de coleta e meses foi possível o isolamento de Pythium e Phytophthora da água por meio da utilização de iscas, no entanto a frequência de isolamento variou entre os locais e entre os meses de amostragem. A maior frequência de detecção de Phytophthora foi observada no reservatório do Sítio Cachoeira e no Córrego Capoeira Grande em todos os meses, exceto em setembro em que a frequência foi maior na nascente do Sítio Cachoeira. Para Pythium, houve diferença entre os locis e os meses de coleta dependendo do meio de cultura, com uma menor frequência de detecção no meio BARPNH. A maior frequência de isolamento foi observada no córrego do Roncador e no córrego Capoeira Grande, nos meios de cultura BAPRN e BARPNH, respectivamente. As folhas de tomateiro permitiram uma alta frquência de detecção, independente do local e mês de coleta, e foi considerada promissora como iscas para Pythium e Phytophthora em ambientes aquáticos. Folhas de capim elefante também possibilitaram alta recuperação de isolados de Pythium da água, assim como folhas de manga para Phytophthora. Por fim, os isolados obtidos das fontes de água foram caracterizados por meio da observação dos caracteres morfológicos e do sequenciamento da região ITS1, 5.8S e ITS2 do rDNA. Como resultado, foi possível identificar sete espécies diferentes, das quais cinco pertenciam ao gênero Pythium e duas, ao gênero Phytophthora. A análise filogenética demonstrou que as espécies de Pythium foram separadas de acordo com a morfologia dos esporângios, assim, P. helicoides e P. chamaihyphon, que possuem esporângios globosos, permaneceram no mesmo clado, enquanto as espécies P. catenulatum, P. myriotylum e P. graminicola, com esporângios filamentosos, permaneceram em um clado separado. Todas as espécies de Phytophthora foram incluídas no clado 9, de acordo com a análise das sequências da região ITS, que engloba várias espécies encontradas em ambientes aquáticos. No teste de patogenicidade, apenas para o isolado de P. helicoides foi comprovadamente patogênico, causando podridão de frutos em todas as repetições no segundo dia após a inoculação. Os isolados de Phytophthora não se mostram patogênicos à frutos de tomate. Os resultados observados para os demais isolados foram menos conclusivos devido à maior diferença entre os experimentos conduzidos em diferentes épocas. Dessa forma, foi possível recuperar espécies de fitopatógenos de fontes de água de irrigação por meio do uso de folhas, sendo que as folhas de tomateiro se apresentaram como eficientes iscas para os dois gêneros testados. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Irrigation is an essential input for the agricultural yeld year round. However, the source of water used for it can carry propagules of pathogens that cause disease in cultivated plants. Among the microorganisms that are frequently isolated from aquatic environments, the representatives of the Phylum Oomycota stand out, including plant pathogen species of the genus Pythium and Phytophthora. The detection and monitoring of these species has become a key step for the management of plant diseases, mainly where irrigation water is recycled. In Brazil, knowledge about the diversity and ecological aspects of Pythium spp. and Phytopthora spp. in aquatic ecosystems is incipient, as well as the availability of practical and affordable methods for the detection of species in water. Thus, in the first stage of this study, leaves of different plant species were tested as bait for Pythium and Phytophthora monitoring in water souces used for irrigation of tomato. The pathogenicity of the obtained oomycete isolates was tested on green tomato fruits. In all sampling places and months it was possible to isolate Pythium and Phytophthora of the water through the use of baits, however the frequency of isolation ranged among the sampling spots and among sampling months. The highest frequency of detection of Phytophthora was observed in the Sítio Cachoeira reservoir and the Capoeira Grande stream in every month, except in september when the isolation rate was highest in the Sítio Cachoeira headspring. For Pythium, there were differences between sampling sites and months depending on the culture medium, with a lowest detection frequency in the BARPNH medium. The highest frequency of isolation was observed in the Roncador stream and Capoeira Grande stream, in the BAPRN and BARPNH culture media, respectively. The tomato leaves enabled a high detection frequency, independent of location and sampling month, and its considered promising as a specie bait for Pythium and Phytophthora in aquatic environments. Napier grass leaves also enabled high recovery of isolates of Pythium from water, as well as mango leaves to Phytophthora. Finally, isolates obtained from water sources were characterized by morphological characters and sequencing of the ITS1, 5.8S e ITS2 region of the rDNA. As a result, seven different species, five from the genus Pythium and two from the genus Phytophthora, were identified. Phylogenetic analysis showed that Pythium species were clustered according to the morphology of the sporangia, thus, P. helicodes and P. chamaihyphon, that have globose sporangia were grouped in the same clade, while P. catenulatum, P. myriotylum and P. graminicola species, with filamentous sporangia, remained in a separate clade. All Phytophthora species were included in the clade 9, according to the sequences of the ITS region, that includes several species found in aquatic environments. In the pathogenicity tests, only the strain of P. helicoides was proven pathogenic, causing rotting of fruits in every replications on the second day after inoculation. Isolates of Phytophthora not show pathogenic to tomato fruits. The results observed for the remaining isolates were less conclusive due to a big difference between the experiments conducted at different times. Thus, it was possible to recover plant pathogens species of water sources of irrigation by using leaves, being the tomato leaves presented to be effective baits for the two genera tested.