A regeneração in vitro é bastante utilizada em processos biotecnológicos. No entanto, pouco se conhece sobre os mecanismos envolvidos na aquisição de competência para formação de novos órgãos. Em tomateiro (S. lycopersicum), a alta capacidade de regeneração in vitro é atribuída ao alelo Rg1, vinda de Solanum peruvianum, e que está presente na cv MsK (S. lycopersicum x S. peruvianum). Os genes de nanismo da cv Micro-Tom (MT) foram passados para MsK, obtendo-se, após 8 gerações de autofecundação (F8), a cv Micro-MsK. No presente estudo, após 6 gerações de retrocruzamentos (BC6Fn), criou-se MT-Rg1, com Rg1 isogênico a MT. Testes de regeneração in vitro mostraram que a formação de gemas caulinares adventícias para MT-Rg1 e Micro-MsK são equivalentes, evidenciando que a alta capacidade de regeneração de Micro-MsK é basicamente devido ao Rg1. Plantas MTRg1 apresentam freqüente formação de 3 cotilédones, excesso de ramificações caulinares e senescência atrasada, características ausentes nos parentais. Esses efeitos pleiotrópicos de Rg1 coincidem com aqueles descritos para alterações no hormônio citocinina. Testes de sensibilidade à citocinina e de tempo de senescência realizados por nós, bem como dosagem desse hormônio feita por outras equipes, descartaram essa hipótese. Enxertias recíprocas evidenciaram que a promoção da ramificação caulinar por Rg1 não é um sinal translocável, mas parece ser uma característica intrínseca do tecido. Rg1 também promoveu uma maior formação de raízes adventícias em estacas ex vitro, sugerindo que ele afeta o processo de competência para formação de órgãos em geral, e não somente a indução específica de gemas caulinares. Duplos mutantes entre Rg1 e mutantes com alteração na sensibilidade/metabolismo hormonal (dgt, brt e pro), ausência de ramificações caulinares (ls) e senescência acelerada (l) foram obtidos e testados quanto ao padrão de ramificações e à capacidade de regeneração in vitro. Além desses parâmetros, a presença de Rg1 suprimiu o fenótipo de folhas pouco recortadas do mutante hipersensível a giberelina (pro) e recuperou o sistema radicular pouco desenvolvido do mutante com baixa sensibilidade à auxina (dgt). Rg1 também foi capaz de reverter a ausência de ramificações laterais de ls, sendo que a mutação Me, o qual representa uma superexpressão de um gene do tipo KNOX, não foi capaz. Esse resultado sugere que Rg1 não é um gene do tipo KNOX, embora esses genes sejam considerados os principais controladores da competência. Analisando diferentes tipos de explantes em experimentos independentes, contatou-se que, em geral, as mutações brt (baixa sensibilidade a citocinina), dgt e ls diminuíram a capacidade de regeneração de Rg1, enquanto l aumentou. Rg1 mostrou-se particularmente epistático à mutação pro, revertendo o fenótipo de baixa formação de gemas caulinares desse mutante. Surpreendentemente, Rg1 provou ser mais sensível à auxina em testes de alongamento de segmentos de hipocótilos, sendo capaz de reverter o fenótipo do mutante dgt nesse mesmo teste. Em conjunto, esses resultados confirmam o papel de Rg1 na fase de aquisição da competência e sugerem uma interação dos hormônios giberelina e auxina nesse processo. / The In vitro regeneration process is widely used in plant biotechnology. However, the mechanisms involved in the acquisition of competence for organ formation are hitherto unknown. In tomato (S. lycopersicum), the high capacity for in vitro regeneration is attributed to the Rg1 allele from S. peruvianum, which is present in the cv MsK (S. lycopersicum x S. peruvianum). The dwarfism genes of the cv Micro-Tom (MT) were transferred to MsK, and, after 8 generations of selfing (F8), the cv Micro-Msk was obtained. Here, after 6 generations of backcrosses (BC6Fn), we created the MT-Rg1, which has Rg1 isogenic to MT. Tests of in vitro regeneration showed that shoot formation in MT-Rg1 and Micro-MsK are equivalent, suggesting that the high capacity of regeneration of Micro-MsK is basically due to Rg1. Comparing MT-Rg1 with the control MT, we noticed a high frequency of 3 cotyledon formation, increased shoot branching and late senescence, which are absent in the parentals. These pleiotropic effects of Rg1 coincide with those described for plants with alterations in the hormone cytokinin. Tests of sensitivity for cytokinin and senescence behavior carried out by us, as well as dosage of that hormone made by other researches, discarded that hypothesis. Reciprocal grafting showed that the promotion of shoot branching by Rg1 is not a transmissible signal, but seems to be an inherent characteristic of the tissue. Rg1 also increases adventitious roots formation of ex vitro cuttings, suggesting that it affects the process of competence, which is common for shoots and roots, instead of the specific induction of shoots. Double mutants between Rg1 and mutants with alteration in the sensitivity/metabolism of plant hormones (dgt, brt and pro), as well as mutants with absence of shoot branching (ls) and accelerated senescence (l) were obtained and tested for the capacity of in vitro regeneration. The presence of Rg1 suppressed the phenotype of less dissected leaves of the mutant hypersensitive to gibberrellin (pro) and rescued the phenotype of poor developed root system of the mutant with low auxin sensitivity (dgt). Rg1 was also able to revert the absence of axillary shoot formation in ls, whereas the mutant Me, which represents an over expression of a KNOX gene was not. This result suggests that Rg1 is not a KNOX gene, although those genes are considered the main controllers of the competence. Analyzing different types of explants in independent experiments, it was verified that, in general, the mutations brt (low sensibility to cytokinin), dgt and ls decreased the regeneration capacity of Rg1, while l increased it. Rg1 was particularly epistatic to the pro mutation, reverting the phenotype of little shoot formation of that mutant. Surprisingly, Rg1 proved to be more sensitive to auxin in the hypocotyl segment elongation test, being able to revert the phenotype of the mutant dgt in the same test. Together, these results confirm the role of the Rg1 in the process of acquisition of the competence and suggest an interaction of the hormones gibberellin and auxin in this process.

Cereais como a cevada e o arroz e leguminosas como o feijão, são importantes fontes de alimento no mundo. Alcançar maiores índices de produtividade não é apenas um fator econômico, mas social. Os reguladores vegetais têm o papel de estimular os diversos processos do desenvolvimento vegetal. Defensivos agrícolas passaram a serem estudados também como estimulantes vegetais, ao ser verificado que certas substâncias promoviam efeitos positivos na produtividade de cultivos. A fim de estudar esses efeitos em parâmetros de produtividade, quanto ao uso de substância específica e se ocorre diferença quando se modifica a fonte de reguladores vegetais numa formulação, foi realizada pulverização foliar com doses fixas dos produtos: (GA+NAA+BA), (GA+IBA+CN), nano TiO2 (nano dióxido de titânio) e tiametoxam em plantas de feijoeiro, cevada, arroz e em tomateiro cultivar Micro-Tom. Além disso, foi instalado um experimento com feijão via tratamento de sementes, com doses fixas dos produtos já citados, em rizotron e em vasos para avaliar o crescimento radicular. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação no Departamento de Ciências Biológicas da ESALQ/USP. Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância e ao teste de Duncan através do software estatístico SAS. Em feijoeiro (aplicação via foliar) e tomateiro não foram encontrados efeitos significativos dos produtos na produtividade das plantas, contudo, alguns parâmetros foram influenciados por determinados tratamentos. Foi observada possível fitotoxidez no cultivo de tomate com o uso de tiametoxam ao se avaliar sua produtividade em relação ao controle. Em cevada, a aplicação de nano TiO2 aumentou a altura das plantas, o índice SPAD e o índice de colheita. Em arroz o tratamento GA+NAA+BA aumentou a altura das plantas e o tratamento tiametoxam promoveu maior número de perfilhos. Na análise do tratamento de sementes em vasos os resultados não foram significativos. Entretanto, o uso de nano TiO2 influenciou na área radicular. Em rizotron foi observado o maior CRV (crescimento radicular vertical) no tratamento com GA+NAA+BA. Ao final dos experimentos pode-se constatar também que o tratamento com GA+NAA+BA teve desempenho semelhante ao tratamento GA+IBA+CN. / Cereals like barley, rice and legumes like beans are important sources of food in the world. To achieve higher rates of productivity is not just an economic but a social factor. Plant regulators have the role of stimulating the various processes of plant development. Agricultural defensives were also studied as plant stimulants, as it was verified that certain substances promoted positive effects on crop productivity. In order to study these effects in productivity parameters, regarding the use of specific substance and if difference occurs when the source of plant regulators in a formulation is modified, a fixed dose of foliar spray was carried out: (GA+NAA+BA), (GA+IBA+CK), nano TiO2 (nano titanium dioxide) and thiamethoxam in common bean, barley, rice and tomato (Micro-Tom cultivar) plants. In addition, a bean experiment was installed through seed treatment with fixed doses of the mentioned products, in rhizotron and in pots to evaluate root growth. The experiments were conducted in a greenhouse at the Biological Sciences Department of ESALQ/USP. The results were submitted to analysis of variance and the Duncan test through SAS statistical software. In bean (foliar application) and tomato, no significant effects of the products were found on plant productivity; however, some parameters were influenced by certain treatments. Possible phytotoxicity was observed in tomato leaves with the use of thiamethoxam when evaluating its productivity in relation to the control. In barley the application of nano TiO2 increased the plant height, SPAD chlorophyll and the harvest indexes. In rice, the treatment GA+NAA+BA increased the plant height and the treatment with thiamethoxam increased the number of tillers. In the seed treatment in pots, analyses of the results were not significant. However, the use of nano TiO2 influenced the root area. In rhizotron, the highest CRV (vertical root growth) was observed in the GA+NAA+BA treatment. At the end of the experiments, it could be seen that the GA+NAA+BA treatment performed similarly to GA+IBA+CK treatment.

A mancha-bacteriana, causada por bactérias do gênero Xanthomonas, é uma das doenças mais importantes da cultura do tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) para processamento industrial no Brasil. A etiologia dessa doença é complexa e a ocorrência das espécies envolvidas nas epidemias em lavouras da cultura no país é notavelmente pouco conhecida. Os objetivos desta tese foram identificar as espécies/grupos genéticos e as raças presentes em campos comerciais nas macro-regioes produtoras do Brasil-Central e Nordeste, determinar a sensibilidade in vitro de isolados ao cobre e aos antibióticos estreptomicina e oxitetraciclina. Inicialmente, 447 isolados foram analisados quanto aos perfis de eletroforese de campo pulsado (PFGE) e quanto às atividades amidolítica e pectolítica. Após identificação dos baplótipos PFGE, grupos de isolados foram caracterizados através de testes de patogenicidade em tomateiro e pimentão, presença das proteínas a ou b, utilização de fontes de carbono, sensibilidade in vitro ao cobre, estreptomicina e oxitetraciclina, reação provocada em hospedeiras diferenciais de tomateiro e Capsicum e presença dos genes de avirulência avrRxv e avrXv3. As análises da diversidade foram efetuadas a partir de índices de diversidade de Nei e pela análise de variância molecular (AMOVA). As três espécies de Xanthomonas relatadas na literatura como associadas à mancha-bacteriana em tomateiro, foram detectadas nos campos comerciais amestrados. Porém, no Brasil-Central as epidemias foram causadas principalmente por 'X. gardneri', enquanto que no Nordeste, exclusivamente por X. axonopodis pv. vesicatoria. Este é o primeiro relato de epidemias causadas por 'X gardneri' no mundo. A diversidade baplotípica foi baixa dentro de populações. Não obstante, menor diversidade intra-em variedades híbridas importadas do que PA nacionais. Da mesma forma, populações do Brasil-Central foram menos variáveis do que as do Nordeste. Esses fatos se explicam pela predominância em variedades PA nacionais e macro-região Nordeste de isolados pertencentes ao grupo PFGE 1, que apresentou-se mais pofimórfico, em oposição aos grupos 3 e 4, menos variáveis que predominaram em variedades híbridas e no Brasil-Central. A maior proporção da variação total por sua vez, foi atribuída ao componente inter-populacional, tanto para macro-regiões como para tipos de variedade. No entanto, considerável variação genética foi atribuída ao efeito da macro-geografia (30,6%) ou tipo de variedade (24,4%). Em relação às raças, relatou-se a ocorrência no país pela primeira vez das raças T3 e TIP8, no Nordeste e T2P7 e T2P8, no Brasil-Central. Esse fato indica que as resistências derivadas de 'NIL 216', L. pennelli e 'Hawaii 7998' são promissoras para o Nordeste. Quanto à sensibilidade aos agentes de controle químico, não foram encontrados isolados resistentes à oxitetraciclina (25 mg/ml). No entanto, foram encontrados isolados resistentes ao cobre (50 ml/ml) e à estreptomicina (25 mg/ml) em alta freqüência principalmente entre isolados de 'X. gardneri', o que explica a baixa eficiência do controle químico muitas vezes observada no campo. Este trabalho representa o primeiro relato sobre a composição populacional em larga escala de Xanthomonas spp. associadas à mancha-bacteriana em tomateiro rasteiro no país. / Bacterial spot caused by bacteria of the genus Xanthomonas is one of the most important diseases of tomatoes for processe (Lycopersicon esculentum Mill.) in Brazil. The etiology of this disease is complex and there is notable lack of knowledge about the species involved in epidemics on this crop in Brazil. The objectives of this thesis were to identify the species/genetic groups, as well as races present in commercial fields in in Central and Northeastern Brazil, to determine the in vitro sensitivity of strains to copper and to streptomycin and oxytetracyclin. Initially, 447 strains were characterized according to their pulsed-field electrophoresis haplotypes and also for their amilolytic and pectolytic activities. After these analyses, selected strains were then tested for their pathogenicity on tomato and pepper, for the presence of a or b proteíns, utilization of carbon sources, in vitro sensitivity to copper, streptomycin and oxitetracyclin, reactions on differential tomato and pepper hosts and presence of the avirulence genes avrRxv and avrXv3. Diversity analysis of bacterial populations were done with Nei's diversity index and analysis of molecular variance (AMOVA). The three Xanthomonas species reported in the literature as associated with tomato bacterial spot, were detected in the sampled fields. However, the populations from Central Brazil were mainly composed by 'X. gardneri', whereas in the Northeast, X axonopodis pv. vesicatoria was the only species found. The haplotipic diversity was considerably low within populations. However, intra-populational diversity was lower among itnported hybrids than among national OP varieties. Similarly, populations from Central-Brazil were less variable than the ones from Northeast. These facts are explained by the predominance of strains from the more variable PFGE group 1 in OP varieties and in the Northeast region as opposed to the less variable groups 3 and 4 which predominated in hybrids and in Central Brazil. The greatest proportion of genetic in both analyses. However, considerable genetic variation was conferred by macrogeography (30.6%) or type of variety (24.4%) effects. Inoculation of selected strains on differential cultivars of pepper and tomato revealed, for the first time in Brazil, the occurrence of races T3 and TIP7, in the Northeast and T2P7 and T2P8, in Central Brazil. This fact indicates the promissing use of derived resistances from 'NIL 216', L. pennelli and 'Hawaii 7998' for the Northeast. No strains were resistant to oxitetracyclin (25 mg/ml) but a high frequency of strains resistant both to copper (50 ml/ml) and streptomycin (25 mg/ml) was found within 'X. gardneri'. This fact may explain the low efficiency of chemical control sometimes observed in the field. This work represents the first report about a large scale populational composition Xanthomonas spp. associated with processing tomatoes bacterial spot in Brazil.

A necessidade crescente de aumentar a produtividade no setor agrícola levou ao acréscimo do uso de fertilizantes na produção de alimentos, ocasionando, entre outras coisas, a salinização do solo, as conseqüências para a saúde do homem e o impacto ambiental, não são totalmente conhecidas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes níveis de salinidade no solo provocada pelo uso da fertirrigação, nas variáveis fenológicas e de produção do tomateiro cultivado em estufa; estudar a evolução da salinização do solo cultivado com tomateiro sob dois tipos de manejo da fertirrigação, o tradicional, baseado na marcha de absorção de nutrientes da cultura e o baseado no monitoramento da solução do solo, avaliando o funcionamento do uso de cápsulas porosas, como extratores de solução do solo, visando o controle da salinização. O experimento foi conduzido em duas etapas, sendo a primeira desenvolvida no Laboratório de Solos e a segunda realizada em estufa plástica, ambos localizados no Departamento de Engenharia Rural da ESALQ/USP, em Piracicaba. A primeira etapa consistiu de testes preliminares que possibilitaram a construção de curvas artificiais de salinização, visando à realização do processo de salinização artificial do solo. Na segunda etapa avaliou-se o efeito dos diferentes níveis iniciais de salinidade do solo e manejos aplicados. Os níveis iniciais de salinidade utilizados foram: S1 = 1,5 dS m-1; S2 = 2,5 dS m-1; S3 = 3,5 dS m-1; S4 = 4,5 dS m-1; S5 = 5,5 dS m-1 e S6 = 6,5 dS m-1. O delineamento estatístico foi em blocos aleatorizados com quatro repetições, ficando os fatores estudados arranjados no esquema fatorial 6 x 2. Verificou-se que a metodologia empregada para salinização artificial do solo e manutenção dos níveis de salinidade foi eficiente. Os resultados revelaram não haver diferenças entre os manejos utilizados para o rendimento da cultura; a salinidade limiar tolerada pela cultivar de tomate Débora Plus, foi superior aos valores citados na literatura com o uso de águas salinas e os índices de salinidade utilizados não interferiram na aceitação do produto pelo consumidor. Houve redução no consumo de água para os diferentes níveis de salinidade estudados e o manejo dois ocasionou uma redução no consumo de fertilizantes até o nível de condutividade elétrica de 3,5 dS m-1. / Due to the need of increasing the productivity in the agricultural section the use of fertilizers in the production of food was increased, causing among other things the salinization of the soil, the consequences for the humankinds health and the environmental impact that are not totally known. This work had as objective evaluate the effect of different levels of soil salinity promoted by the use of the fertirrigation, in the fenologic variables as well as in the production of the tomato cultivated in greenhouse; and to study the evolution of the salinization of the soil cultivated with tomato under two types of fertirrigation handling, the traditional one, based on the absorption march of culture nutrients and the one based on the monitoring of soil solution, evaluating the use of porous capsules, as extractors of soil solution, seeking the control of the salinization. The experiment was led in two stages, being the first one developed in the Laboratory of Soils and the second one accomplished in plastic greenhouse, both located in the Department of Rural Engineering of ESALQ/USP, in Piracicaba. The first stage consisted of preliminary tests that enabled the construction of artificial curves of salinity, seeking accomplishment of the process of artificial salinization of the soil. In the second stage the effect of the different initial levels of soil salinity and applied handlings were evaluated. The initial levels of salinity used were: S1 = 1,5 dS m-1; S2 = 2,5 dS m-1; S3 = 3,5 dS m-1; S4 = 4,5 dS m-1; S5 = 5,5 dS m-1 and S6 = 6,5 dS m-1. The statistical test was in randomized blocks, with four repetitions, arranged in 6 x 2 factorial design. It was verified that the methodology used for artificial salinization of the soil and maintenance of the salinity levels was efficient. The results revealed that there were no differences between the used handlings and the revenue of the culture; the threshold salinity tolerated by cultivating tomato Débora Plus, was superior to the values mentioned in the literature with the use of saline waters, and the salinity indexes used did not interfere in the acceptance of the product by the consumer. There was a reduction in the consumption of water for the different salinity levels studied and the second handling caused a reduction in the consumption of fertilizers until the level of electric conductivity of 3,5 dS m-1.

O Fusarium spp. é um fungo cosmopolita, compreendendo uma grande quantidade de espécies que são conhecidas por causar doenças em culturas de importância agronômica. Embora, isolados não patogênicos de Fusarium spp. tenham sido descritos, pouco se conhece sobre a variabilidade genética deste grupo, ainda que estejam presentes em inúmeros locais. Assim sendo, este trabalho teve como objetivos ampliar estes conhecimentos, avaliando a variabilidade genética e forma de interação de isolados patogênicos e não patogênicos de Fusarium spp. obtidos de diferentes hospedeiros. Desta forma, 83 isolados de Fusarium spp. foram avaliados por meio das técnicas de ARDRA, sequenciamento do rDNA e RAPD. A análise por meio de ARDRA, permitiu a distinção dos 83 isolados de Fusarium spp. em 19 haplótipos, apresentando uma grande diversidade dentro de cada haplótipo, mas de forma geral os isolados patogênicos e não patogênicos de Fusarium spp. não puderam ser discriminados. Nas análises de sequenciamento da região ITS do rDNA, foi observado que isolados de Fusarium se agruparam independentemente da espécie. Estes resultados comprovam a necessidade de uma revisão taxonômica dentro do gênero Fusarium. A análises por marcadores RAPD revelou que os 83 isolados de Fusarium spp. avaliados neste estudo apresentaram ampla variabilidade a qual não está correlacionada com a característica taxonômica. Entretanto, foi observado que isolados patogênicos e endofíticos de F. oxysporum obtidos de soja são geneticamente diferentes. Quanto às análises de interação de isolados patogênicos e não patogênicos de Fusarium spp. com cultivares susceptíveis de tomate e soja, verificou-se que estes isolados interagiram de forma diversa, nos diferentes tecidos vegetais, sendo que alguns isolados endofíticos promoveram o crescimento vegetal. Dentre estes, destaca-se o isolado endofítico Cac19.4 que mostrou-se geneticamente diferente de isolados patogênicos de Fusarium spp., além de promover um aumento de peso da raiz e caule de plântulas de soja e tomate. Dessa forma este isolado poderia ser selecionado para futuras análises, visando um melhor aproveitamento deste microrganismo endofítico em estudos de interesse agronômico. / Fusarium spp. is a cosmopolitan fungus that covers a great number of species known by the ability of causing diseases in agricultural important crops. Although non-pathogenic isolates of Fusarium spp. have been described, little is known about the genetic variability of this group, even if it can be found in countless places. Therefore, this work had the objectives of increase this knowledge, evaluating the genetic variability and modes of interaction between Fusarium spp pathogenic and non-pathogenic isolates, obtained from different hosts. In this way, ARDRA, rDNA sequencing, and RAPD techniques evaluated 83 Fusarium spp. isolates. The ARDRA analysis allowed the separation of 83 isolates in 19 haplotypes. In spite of the great diversity found inside each haplotypes, in general it was difficult to distinguish pathogenic and nonpathogenic isolates. In the sequencing analysis of the ITS region of rDNA, it was observed that Fusarium isolates were grouped together independently to the species. These results proved the need for a taxonomic review inside Fusarium genera. The RAPD analysis revealed that the 83 Fusarium spp. isolates evaluated in this study presents high levels of variability not correlated with the taxonomic characteristic. However, we observed that pathogenic and endophytical F. oxysporum isolated from soybean are genetically different. The interaction analysis between pathogenic and non-pathogenic isolates of Fusarium spp. with susceptible cultivars of tomato and soybean, showed different modes of interaction on different plant tissues, where some endophytical isolates increased plant growth. Among these, we can emphasize the endophytic isolate Cac19.4, that is genetically different if compared with Fusarium spp. pathogenic isolates, in spite of his ability to promote an increase in root and stems weight of soybean and tomato plantlets. Thus, this isolate could be selected for further analysis, looking for a better use of this endophytical microorganism in agricultural interest studies.

A tolerância ao Cádmio (Cd) é um assunto de relevada importância, devido aos vários problemas que este metal pode causar para a agricultura, levando à queda de produção e perda da qualidade dos alimentos, representando, também, riscos à saúde humana pelo consumo de produtos contaminados com esse metal. Neste trabalho, fizemos um estudo geral sobre a tolerância ao Cd em plantas de tomateiro, partindo de 3 abordagens complementares, onde geramos variabilidade genética por meio de mutagênese usando um tomateiro modelo (cultivar Micro-Tom); exploramos uma pequena fração da variabilidade genética da espécie para identificar genótipos com diferentes graus de tolerância ao Cd e, finalmente, realizamos estudos ligados ao metabolismo oxidativo de duas cultivares selecionadas, sendo uma sensível e outra mais tolerante a este metal. Este trabalho nos conduziu também ao desenvolvimento e adaptação de metodologias para a avaliação e seleção de plantas tolerantes a metais pesados, dentre as quais propomos a utilização de um Índice de Tolerância adequado para avaliar cultivares morfologicamente diferentes. Por fim, os resultados obtidos neste trabalho possibilitaram uma visão geral sobre os parâmetros de tolerância ao Cd em plantas de tomateiro, bem como o estudo dos principais padrões de resposta no metabolismo oxidativo de genótipos mais sensíveis e mais tolerantes a este metal. / Tolerance to heavy metal Cadmium (Cd) is an important subject because this metal can cause several problems in agriculture, such as decrease in production and loss of food quality, representing risks to human health by consumption of vegetables contaminated with this metal. In this research, we studied Cd-tolerance in tomato plants, using three complementary approaches, generating genetic variability by mutagenesis using a tomato model (cultivar Micro-Tom), exploring a small fraction of the genetic variability of species to identify genotypes with different degrees of Cd-tolerance and, finally, we conducted studies related to the oxidative metabolism of two cultivars, with low and high tolerance to this metal. Additionally, this work results in the development and adaptation of methodologies for the evaluation and selection of tolerant plants to heavy metals. Then, we propose an appropriate Tolerance Index to evaluate morphologically different cultivars. In conclusion, the results of this study are an overview of the parameters of Cd-tolerance in tomato plants, as well as the study of the some patterns of response in the oxidative metabolism of genotypes more sensitive and more tolerant to this metal.

As espécies selvagens relacionadas ao tomateiro desenvolveram-se em uma ampla gama de latitudes que compreende o sul do Equador ao norte do Chile, ocupando diferentes habitats e constituindo uma fonte de diversidade genética natural. Essa diversidade tem sido utilizada no melhoramento de tomateiro, sobretudo para introgressão de genes de resistência a patógenos e mais recentemente de genes afetando a qualidade dos frutos. Embora a variação genética natural tenha a relevância de algo que foi selecionado na natureza e que pode ter implicações evolutivas, ela ainda é pouco explorada em estudos básicos. Para o uso intensivo desse recurso é necessário lançar mão de cruzamentos e retrocruzamentos em larga escala entre as espécies selvagens e o tomateiro cultivado (Solanum lycopersicum). Para tanto, dispomos de uma cultivar miniatura de tomateiro, a cv Micro-Tom (MT), a qual pode crescer nas mesmas condições requeridas para a planta modelo Arabidopsis thaliana. Com o uso da cv MT, podemos explorar de forma adequada a variação genética natural das espécies selvagens de tomateiro, sendo que a identificação de alterações fenotípicas é muito mais evidente quando podemos visualizar a planta como um todo. Dessa forma, vários alelos ainda não conhecidos foram resgatados dessas espécies, os quais levam a fenótipos distintos daqueles encontrados nos parentais, tais como frutos cor rosa-salmão vindo de S. neorickii, frutos de superfície opaca vindo de S. chmielewskii e frutos de coloração verde escuro vindo de S. galapagense. Esse modelo parece ser de especial importância para isolar genes de efeito maior. Assim, isolamos um locus vindo de S. pimpinellifolium que aumenta o número de flores por inflorescência da cv MT de 7 para 11. Sendo o tomateiro uma planta cultivada, os alelos oriundos das espécies selvagens, além de úteis para estudos genéticos e fisiológicos, podem ser aproveitados em programas de pré-melhoramento. / Tomato wild species evolved in a wide range of latitudes, from the south of Ecuador to the north of Chile, which comprise different habitats and are a source of natural genetic variation. This diversity is commonly used in tomato breeding, especially for the introgression of genes for resistance to pathogens and, recently, for fruit quality. Although natural genetic variation usually has an adaptive significance, which means that it may have evolutionary implications, it is still poorly explored in basic research. For the intensive utilization of this resource, it is necessary to perform large scale crosses and backcrosses between wild species and cultivated tomato. Aiming to this purpose, we used the miniature tomato cultivar, cv Micro-Tom (MT), which can growth in the same minimum requirements of the Arabidopsis thaliana model. Using MT one can adequately explore the natural genetic variation of wild species with less time and space requirements. In addiction, phenotypical alterations are more evident in MT, since one can easily visualize the whole plant. Thus, alleles hitherto unknown were isolated from tomato wild related species, leading to distinct phenotypes, such as pink-salmon fruits from S. neorickii, opaque fruit surface from S. chmielewskii and dark green fruits from S. galapagense. The MT model seems to be particularly adequate for the isolation of major genes and QTLs of great effects. Thereby, we had isolated a S. pimpinellifolium locus that increases the number of flowers per inflorescence, from 7 to 11, in MT. Being the tomato a cultivated plant, the alleles obtained in the wild species, besides to be useful for genetic and physiological studies, can be used in pre-breeding programs.

A cours du développement du fruit, son statut oxydatif évolue entraînant une évolution concomitante des activités enzymatiques antioxydantes et ceci en interaction avec des hormones impliquées dans le développement et la maturation du fruit. Ces enzymes antioxydantes sont la superoxyde dismutase (SOD) et la Catalase (CAT) mais également de celles du cycle d’Haliwell-Asada (ascorbate peroxydase (APX), monodehydroascorbate reductase (MDHAR), dehydroascorbate reductase (DHAR) et gluthation reductase (GR) impliquées également dans le recyclage de l’ascorbate. L’objectif de la thèse est de comprendre les interactions existant entre le stress oxydatif induit par les stress environnementaux au niveau des organes végétatifs et le recyclage de l’ascorbate dans les fruits de tomate (cv Micro-Tom).Dans une première partie nous montrons qu’un déficit hydrique contrôlé et rapide induit une diminution du potentiel hydrique foliaire (Ψh) sans aucun symptôme de stress photo-oxydatif détectable au niveau du PSII après 24h et sans que le statut hydrique du fruit ne soit affecté. Dans ces conditions, on observe toutefois une augmentation du H2O2 dans les fruits et une augmentation de l’activité des enzymes antioxydantes et de celles impliquées de recyclage de l’ascorbate. Par ailleurs, nous montrons une production de NO et de ABA en réponse au stress dans la plante. La localisation de NO a été réalisée par microscopie à fluorescence en utilisant la nouvelle sonde NO, la NO550 (mise au point pendant le doctorat).Afin de déterminer si NO est responsable de la mise en place de la réponse antioxydante du fruits en interaction avec l’ABA et H2O2, une approche pharmacologique a été réalisée. Les résultats montrent une augmentation des activités de ces enzymes en présence de ces trois molécules, avec une plus forte augmentation en présence de NO à chaque fois. Par ailleurs, nous montrons que l'ABA induit la synthèse de NO dans le fruit et non l’inverse. On peut conclure de cette analyse que l’ABA induit par le déficit hydrique est responsable de la synthèse de NO dans les fruits et ce signal va induire l’activation des enzymes antioxydantes en association avec H2O2.Finalement, une approche transcriptomique a été réalisée pour étudier d’une part les gènes induits par NO et les gènes induits par le déficit hydrique au travers du NO. Les résultats suggèrent quele NO est à la croisée de la réponse au stress biotique et abiotiques et pourrait être utilisé pour acclimater les plantes au stress biotiques. / Oxidative status alongside with antioxidant enzymes activities constantly evolve during fruit development. This evolution is closely related to hormones involved in fruit development and maturation. The antioxidant enzymes are superoxide dismutase (SOD) and Catalase (CAT) as well as those of Haliwell-Asada cycle (ascorbate peroxydase (APX), monodehydroascorbate reductase (MDHAR), dehydroascorbate reductase (DHAR) and gluthation reductase (GR) which are also implicated in ascorbate recycling. The objective of this work is to decipher the interactions between oxidative stress induced by environmental stress in vegetative organs and ascorbate recycling in tomato fruits (cv Micro-Tom).Results obtained show that a rapid and controlled water deficit result in a fall in water potential (LΨw) whereas other water parameters remained unaffected and without any photo-oxidative symptoms detected in PS II after 24 hours. However we observed alongside an increase in H2O2 and of the activity of antioxidant enzymes as well as those involved in ascorbate recycling. Furthermore an increase in NO and ABA production was also detected in the plants in response to the stress. NO localisation was realised using fluorescence microscopy using the newly synthesised NO probe NO550 (developed during the thesis).We used a pharmacological approach in order to determine if NO is responsible of the set up of the antioxidant response together with ABA and H2O2. Results show an increase in the activity of the enzymes in contact with the three molecules with every time a greater increase with NO. Furthermore, we show that ABA induces NO production. Those results made us conclude that ABA production induced by the water deficit is responsible of NO synthesis in fruits and may have the action of a signal with activates antioxidant enzymes with the collaboration of H2O2.A microarray analysis was also conducted in order to study the genes induced by NO and the genes induced by water deficit through NO. Results suggest that NO is at the cross road of the response towards biotic and abiotic stress and might be a useful tool to acclimatize plant to stressful conditions.

La presente investigación se realizó con el fin de evaluar el uso de biocontroladores en la prevención de patógenos causantes de camping off y en el desarrollo de plantines de tomate, aplicados en un sustrato obtenido de material orgánico bioprocesado.

Les gènes IMA (Inhibitor of Meristem Activity) et MIF2 (MIni zinc Finger 2) codent des protéines de la famille des « MIni zinc Finger » impliquées dans le développement et la réponse hormonale. Leur fonction est intimement liée à leur capacité d’interaction avec des protéines partenaires au travers de leur unique domaine, un doigt de zinc non-canonique. La génération et la caractérisation de plantes gain- et perte-de-fonction pour ces gènes chez Solanum lycopersicum et Arabidopsis thaliana nous a permis de mettre en évidence leur homologie fonctionnelle dans le mécanisme d’arrêt de la prolifération des cellules souches méristématiques : la terminaison florale. Au cours du développement floral précoce, leur expression est induite par le facteur de transcription à MADS-BOX AGAMOUS. Les protéines codées sont capables d’intéragir avec le facteur de transcription à doigt de zinc C2H2 KNUCKLES (KNU) et de recruter le co-facteur TOPLESS (TPL) ainsi que l’HISTONE DEACETYLASE19 (HDA19) pour former un complexe multimérique impliqué dans le remodelage de la chromatine. Ce complexe intervient ensuite afin de réprimer l’expression du régulateur majeur de la prolifération des cellules souches méristématiques WUSCHEL. Les travaux qui ont suivi ont permis de montrer qu’au-delà de leur intervention dans ce processus, les protéines IMA et MIF2 sont impliquées d’une manière plus générale dans le développement floral et l’organogenèse. Leur fonction de protéine adaptatrice est sans doute permise par le désordre intrinsèque qui les caractérise et qui leur permettrait une spécificité d’interaction avec divers partenaires protéiques. / IMA (Inhibitor of Meristem Activity) and MIF2 (MIni zinc Finger 2) are two members of the MIni zinc Finger family (MIF) involved in the regulation of floral development and hormonal signaling pathways. Their ability to control physiological events is linked to their unique domain, a non canonical zinc finger, which confers to MIF the capacity to interact with other proteins. The characterization of gain- and loss-of-function lines for these genes in Solanum lycopersicum and Arabidopsis thaliana allowed us to unravel their functional homology in the termination of floral stem cell maintenance. During early floral development, IMA and MIF2 gene expression is induced by the MADS-Box transcription factor AGAMOUS. Then, IMA and MIF2 proteins recruit the C2H2 zinc finger KNUCKLES (KNU), in a transcriptional repressor complex together with TOPLESS (TPL) and HISTONE DEACETYLASE19 (HDA19). This complex binds to the WUSCHEL (WUS) locus leading to WUS repression via a chromatin deacetylation mechanism. Further work allowed us to demonstrate that IMA and MIF2 play a wider role in floral development and organogenesis. Their function as adaptor protein is probably linked to their intrinsic disorder leading to structural flexibility and interaction specificity with a large range of partners.