Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-06-19T20:20:01Z No. of bitstreams: 1 LIGIA SAMPAIO REIS - TESE PPGEA 2006..pdf: 39057759 bytes, checksum: b8a95f345aae5194c46d6f9979e44ece (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-19T20:20:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LIGIA SAMPAIO REIS - TESE PPGEA 2006..pdf: 39057759 bytes, checksum: b8a95f345aae5194c46d6f9979e44ece (MD5) Previous issue date: 2006-12 / CNPq / O conhecimento sobre o crescimento das espécies cultivadas permite planejar e manejar de forma racional os cultivos, contribuindo para que as espécies consigam expressar todo seu potencial, além de fornecer dados para a construção de modelos matemáticos capazes de descrever a necessidade de água das culturas, através do conhecimento da evapotranspiração. O objetivo principal deste trabalho foi a caracterização energética e hídrica no desenvolvimento do tomate caqui em ambiente protegido, visando determinação da necessidade de água. Foram feitas as seguintes determinações: fluxos de calor sensível e latente pelos métodos do balanço de energia de Bowen e pelo método de Penman- Monteith; coeficiente da cultura através dos métodos de Linacre, Penman-Monteith e radiação; e evapotranspiração pelos métodos do balanço hídrico e Penman-Monteith. Durante o período experimental, foram tomadas medidas semanais de altura das plantas e comprimento e largura das folhas. Foram ajustados modelos para determinação do índice de área foliar, em função da largura e comprimento das folhas. Comparado ao modelo de Penman-Monteith, o modelo de Linacre subestimou os valores de ETo, quando o saldo de radiação (Rn) foi superior a 7,0 MJ m ; por outro lado, quando Rn ocorreu na faixa de 4 MJ m2 o método de Linacre superestimou a ETo. O saldo de radiação foi consumido em 71% para o fluxo de calor latente no interior do ambiente protegido, e em 15% para o fluxo de calor sensível. Apesar do comportamento dos dois métodos serem os mesmos, os valores encontrados pelo método do balanço hídrico foram maiores que os encontrados pelo método de Penman-Monteith. A relação Rgi e Rge permaneceu constante durante o ciclo com transmissividade de 89%, mostrando, portanto, redução de 18%, provocada pela cobertura de polietileno. A Rg apesar de mostrar uma concordância elevada, apresentou um maior erro quando comparada aos outros elementos, mostrando que existem diferenças significativas entre as mediadas obtidas dentro da estufa e as estimadas pelos dados externos. O valor médio de frutos por planta foi de 21,5, com uma produção de 3,04 kg planta e uma produtividade de 7,6 kg m" , totalizando uma produtividade de 76 t ha" , valor este maior que a média Nacional. Verificou-se, que o maior consumo de água ocorreu na fase reprodutiva. / The knowledge on growth of cultivated species allows to planning and to manage, in a rational way, the cultivations, contributing so that the species get to express ali its potential, besides supplying data for construction of mathematical models capable to describe the need of water by crops, through the knowledge of evapotranspiration. The main objective of this work was the energy and hydric characterization in the development of tomato kaki in greenhouse, seeking determination of the need of water. The following determinations were performed: sensitive and latent heat flows by the methods of energy balance of Bowen and by the method of Penman-Monteith; crop coefficient through the methods of Linacre, Penman-Monteith and radiation; and evapotranspiration by the methods of water balance and Penman-Monteith. During the experimental period, weekly measures of plants height and length and width of leaves were taken. Models were adjusted for determination of the foliar area index, in function of the width and length of the leaves. Compared to the model of Penman-Monteith, the model of Linacre underestimated the values of ETo, when the radiation balance (Rn) was superior to 7.0 MJ m" ; on the other hand, when Rn happened in the strip of 4 MJ m"2 the method of Linacre overestimated ETo. The radiation balance was consumed in 71% by the latent heat flow inside of the greenhouse, and in 15% by the sensitive heat flow. In spite of the behavior of the two methods be the same, the values found by the water balance method were larger than the ones found by the method of Penman- Monteith. The relationship Rgi and Rge stayed constant during the cycle with transmissivity of 89%, showing, therefore, reduction of 18%, provoked by the covering of polyethylene. The Rg, in spite of showing a high agreement, presented a larger error when compared to the other elements, showing that significant differences exist among the measures obtained inside of the greenhouse and the ones estimated by the externai data. The mean value of fruits per plant was of 21.5, with a production of 3.04 kg plant"1 and a productivity of 7.6 kg m"2, totaling a productivity of 76 t ha"1, which is a value larger than the National mean. It was verified that the largest water consumption happened in the reproductive phase.

Tesis por compendio / [ES] En la presente tesis doctoral nos hemos centrado en estudiar la variabilidad y aportar nuevos recursos útiles para la mejora de la calidad nutricional y organoléptica de los frutos de tomate, berenjena y pimiento, adaptando los cultivos a menores aportes de nitrógeno (N). Para lograr este propósito, llevamos a cabo una caracterización exhaustiva de la composición de los frutos, junto con importantes rasgos agronómicos, de un conjunto de recursos genéticos escasamente explorados hasta la fecha. En el primer capítulo de esta tesis, se llevó a cabo una caracterización exhaustiva de 36 compuestos y parámetros de composición del fruto, que incluían azúcares, ácidos orgánicos, antioxidantes y minerales, en un conjunto de 10 accesiones por cultivo de tomate, pimiento y berenjena, cultivados en las mismas condiciones y prácticas ecológicas. Los resultados mostraron un perfil de composición considerablemente distinto entre las tres especies, principalmente en el perfil antioxidante. Además, se encontró una gran variabilidad dentro de cada especie, lo cual es de interés para la selección de variedades con mejores perfiles nutricionales y organolépticos. En el segundo capítulo de esta tesis, se abordó la caracterización de un conjunto de líneas de introgresión (ILs) de berenjena con Solanum incanum L. como parental donante. El uso de las ILs en la mejora de la berenjena requiere asegurar que los niveles de glicoalcaloides del fruto están por debajo de los límites de seguridad. En un ensayo en dos ambientes, evaluamos 25 rasgos de composición del fruto, incluyendo composición proximal, azúcares, ácidos, compuestos fenólicos, glicoalcaloides y minerales en un conjunto de 16 ILs de berenjena con S. incanum, junto con los padres recurrente y donante, y el híbrido. Los resultados mostraron que los frutos producidos por las ILs eran seguros para el consumo, con una composición similar a la del parental recurrente. También evaluamos un conjunto de 10 de estas ILs, junto con el parental recurrente S. melongena, bajo dos dosis de fertilización de N suministradas con el sistema de riego (8.25 mM de NH4NO3 añadido al agua de riego, y ningún suministro de N externo al agua de riego). Aunque se produjo una limitación significativa en el crecimiento de la planta, en la distribución de N y C, en la carga de frutos y en la materia seca como respuesta a la minimización de los aportes de N, las ILs alcanzaron, en promedio, rendimientos finales similares bajo ambos tratamientos de N, así como produjeron frutos con similar morfología, peso y contenido en compuestos fenólicos. Estos resultados potencian las ILs como materiales de mejora útiles para la adaptación de la berenjena a bajos aportes de N. Gracias a la disponibilidad del genotipado de las ILs de berenjena, las investigaciones realizadas con esta población permitieron identificar varios QTLs asociados a caracteres morfo-agronómicos y de composición del fruto, lo que proporciona nueva información relevante para ampliar el conocimiento genético de la berenjena. En el último capítulo se presenta la primera evaluación de parámetros de calidad de fruto y rendimiento de una colección de 44 variedades del tomate resiliente 'de penjar' bajo dos niveles de fertilización de N (162 kg N ha-1 y 49 kg N ha-1). Se observó una gran variación. La reducción de los aportes de N tuvo un efecto significativo en el hue, cuya media aumentó ligeramente, y en los compuestos y parámetros relacionados con el dulzor, cuya media disminuyó en un 11-16%, mientras que el rendimiento y la mayoría de los rasgos de calidad no se vieron afectados. Estos son resultados prometedores que promueven la conservación del tomate 'de penjar' y a su utilización en programas de mejora. En definitiva, creemos que estos trabajos proporcionarán nuevos recursos fenómicos y genómicos útiles para futuros programas de mejora de las hortalizas de la familia Solanaceae. / [CAT] En la present tesi doctoral ens hem centrat en estudiar la variabilitat i aportar nous recursos útils per a la millora de la qualitat nutricional i organolèptica dels fruits de tomaca, albergínia i pimentó, adaptant els cultius a menors aportacions de nitrogen (N). Per a aconseguir aquest propòsit, duem a terme una caracterització exhaustiva de la composició dels fruits, juntament amb importants trets agronòmics, d'un conjunt de recursos genètics escassament explorats fins hui. En el primer capítol d'aquesta tesi, es va dur a terme una caracterització exhaustiva de 36 compostos i paràmetres de composició del fruit, que incloïen sucres, àcids orgànics, antioxidants i minerals, en un conjunt de 10 accessions per cultiu de tomaca, pimentó i albergínia, cultivats en les mateixes condicions i pràctiques ecològiques. Els resultats van mostrar un perfil de composició considerablement diferent entre les tres espècies, principalment en el perfil antioxidant. A més, es va trobar una gran variabilitat dins de cada espècie, la qual cosa és d'interés per a la selecció de varietats amb millors perfils nutricionals i organolèptics. En el segon capítol d'aquesta tesi, es va abordar la caracterització d'un conjunt de línies de introgressió (ILs) d'albergínia amb Solanum incanum L. com a parental donant. L'ús de les ILs en la millora de l'albergínia requereix assegurar que els nivells de glucoalcaloides del fruit estan per davall dels límits de seguretat. En un assaig en dos ambients, avaluem 25 trets de composició del fruit, incloent composició proximal, sucres, àcids, compostos fenòlics, glucoalcaloides i minerals en un conjunt de 16 ILs d'albergínia amb S. incanum, juntament amb els pares recurrent i donant, i l'híbrid. Els resultats van mostrar que els fruits produïts per les ILs eren segurs per al consum, amb una composició similar a la del parental recurrent. També avaluem un conjunt de 10 d'aquestes ILs, juntament amb el parental recurrent S. melongena, sota dues dosis de fertilització de N subministrades amb el sistema de reg (8.25 mM de NH4NO3 afegit a l'aigua de reg, i cap subministrament de N extern a l'aigua de reg). Encara que es va produir una limitació significativa en el creixement de la planta, en la distribució de N i C, en la càrrega de fruits i en la matèria seca com a resposta a la minimització de les aportacions de N, les ILs van aconseguir, en mitjana, rendiments finals similars sota tots dos tractaments de N, així com van produir fruits amb similar morfologia, pes i contingut en compostos fenòlics. Aquests resultats potencien les ILs com a materials de millora útils per a l'adaptació de l'albergínia a baixes aportacions de N. Gràcies a la disponibilitat del genotipat de les ILs d'albergínia, les investigacions realitzades amb aquesta població van permetre identificar diversos QTLs associats a caràcters morf-agronòmics i de composició del fruit, la qual cosa proporciona nova informació rellevant per a ampliar el coneixement genètic de l'albergínia. En l'últim capítol es presenta la primera avaluació de paràmetres de qualitat de fruit i rendiment d'una col·lecció de 44 varietats de la tomaca resilient 'de penjar' sota dos nivells de fertilització de N (162 kg N ha-1 i 49 kg N ha-1). Es va observar una gran variació. La reducció de les aportacions de N va tindre un efecte significatiu en el hue, la mitjana del qual va augmentar lleugerament, i en els compostos i paràmetres relacionats amb la dolçor, la mitjana de la qual va disminuir en un 11-16%, mentre que el rendiment i la majoria dels trets de qualitat no es van veure afectats. Aquests són resultats prometedors que promouen la conservació de la tomaca 'de penjar' i a la seua utilització en programes de millora. En definitiva, creiem que aquests treballs proporcionaran nous recursos fenòmics i genòmics útils per a futurs programes de millora de les hortalisses de la família Solanaceae. / [EN] In the present doctoral thesis, we have focused on studying the variability and providing new useful resources for the improvement of the nutritional and organoleptic quality of tomato, eggplant and pepper fruits, adapting crops to lower nitrogen (N) inputs. To achieve this purpose, we carried out a comprehensive characterization of fruit composition, together with important agronomic traits, of a set of genetic resources scarcely explored up to date. In the first chapter of this thesis, a comprehensive characterization of 36 compounds and fruit compositional parameters, including sugars, organic acids, antioxidants and minerals, was carried out on a set of 10 accessions per cultivar of tomato, pepper and eggplant, grown under the same organic farming practices. The results showed a considerably different composition profile among the three species, mainly in the antioxidant profile. In addition, a great variability was found within each species, which is of interest for the selection of varieties with better nutritional and organoleptic profiles. In the second chapter of this thesis, the characterization of a set of eggplant introgression lines (ILs) with Solanum incanum L. as the donor parent was addressed. The use of ILs in eggplant breeding requires ensuring that fruit glycoalkaloid levels are below safety limits. In a two-environment trial, we evaluated 25 fruit compositional traits, including proximal composition, sugars, acids, phenolic compounds, glycoalkaloids, and minerals in a set of 16 eggplant ILs with S. incanum, along with the recurrent and donor parents, and the hybrid. The results showed that the fruits produced by the ILs were safe for consumption, with a composition similar to that of the recurrent parent. We also evaluated a set of 10 of these ILs, along with the recurrent parent S. melongena, under two doses of N fertilization supplied with the irrigation system (8.25 mM NH4NO3 added to the irrigation water, and no external N supply to the irrigation water). Although there was a significant limitation in plant growth, N and C distribution, fruit load and dry matter in response to minimized N inputs, the ILs achieved, on average, similar final yields under both N treatments, as well as produced fruits with similar morphology, weight and phenolic content. These results enhance ILs as useful breeding materials for the adaptation of eggplant to low N inputs. Thanks to the availability of genotyping of eggplant ILs, the investigations carried out using this population enabled the identification of several QTLs associated with morpho-agronomic and fruit composition traits, providing new relevant information to expand the genetic knowledge of eggplant. The last chapter presents the first evaluation of fruit quality and yield parameters of a collection of 44 varieties of the resilient tomato 'de penjar' under two levels of N fertilization (162 kg N ha-1 and 49 kg N ha-1). A large variation was observed. Reduced N inputs had a significant effect on hue, whose mean increased slightly, and on sweetness-related compounds and parameters, whose mean decreased by 11-16%, while yield and most quality traits were unaffected. These are promising results that promote the conservation of the 'de penjar' tomato and its use in breeding programs. Ultimately, we believe that this work will provide new phenomic and genomic resources useful for future breeding programs of vegetables of the Solanaceae family. / Elena Rosa Martínez is grateful to the Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (MINECO) for a pre-doctoral grant (no. BES-2016-077482), which has funded the doctoral thesis presented herein. This predoctoral grant is part of the research project “Mejora genética de la calidad funcional y aparente de la berenjena”, which has been funded by the Ministerio de Economía, Industria y Competitividad and the European Regional Development Fund (MINECO/FEDER) under grant no. AGL2015- 64755-R. The work presented in this thesis was also undertaken as part of the initiative “Adapting Agriculture to Climate Change: Collecting, Protecting and Preparing Crop Wild Relatives” (http://www.cwrdiversity.org/), which is supported by the Government of Norway and managed by the Global Crop Diversity Trust with the Millennium Seed Bank of the Royal Botanic Gardens, Kew; as part of three European projects, namely, G2PSOL (“Linking genetic resources, genomes and phenotypes of Solanaceous crops”) and BRESOV (“Breeding for resilient, efficient and sustainable organic vegetable production”), which have been funded by the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Programme under grant agreements no. 677379 and no. 77424, respectively, and SOLNUE (“Tomato and eggplant nitrogen utilization efficiency in Mediterranean environments”), in the framework of the H2020 call SusCrop-ERA-Net; ID#47, which has been funded by the Spanish Agencia Estatal de Investigación under grant agreement no. PCI2019-103375; and finally as part of the national project “Las variedades tradicionales de tomate para el desarrollo de una horticultura biodiversa y sostenible en un contexto de cambio climático”, funded by Generalitat Valenciana (Conselleria d’Innovació, Universitats, Ciència I Societat Digital) under grant agreement no. AICO/2020/042. / Rosa Martínez, E. (2022). Characterization and Enhancement of Genetic Resources for the Improvement of Nutritional and Organoleptic Quality in Solanaceae Vegetable Crops [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/182169 / TESIS / Compendio

Au cours de ce travail de thèse nous avons étudié l’influence des apports en azote nitrique sur le contenu en polyphénols chez la tomate. Plusieurs dispositifs de culture hors sols ont été utilisés (hydroponie, laine de roche, NFT). Nous avons quantifié les principaux composés phénoliques de la tomate, à savoir : l’acide chlorogénique, la rutine, le kaempférol rutinoside dans les parties végétatives de la plante (limbe, tige et racine), ainsi que des dérivés de l’acide caféique et la naringénine chalcone dans les fruits. Ces composés ont été analysés par chromatographie liquide à haute performance. Nous avons observé que les limbes étaient le compartiment le plus sensible aux conditions de nutrition. Nous y avons observé une multiplication par deux des concentrations en polyphénols lors d’une diminution des apports en azote de 15 à 0.05mM NO3-. Nous avons mis en évidence, en établissant des courbes de réponses, que ces augmentations s’effectuaient de façon nettement plus importante dans des conditions de nutrition azotée limitante pour la croissance de la plante. Dix à 20 jours de carence ou de limitation semblent nécessaires pour obtenir une modification du contenu en polyphénols à l’échelle de la plante. Dans les fruits les concentrations en polyphénols ont été modifiées par le niveau de fertilisation azotée, mais nous n’avons pas mis en évidence d’augmentations très significatives. L’impact d’autres facteurs, comme les conditions climatiques (lumière et température) a également été pris en compte. Nos résultats semblent indiquer que les conditions climatiques régissent le contenu en polyphénols de manière plus importante que la nutrition azotée / During my PhD we studied the effects of nitrate supply on tomato polyphenolics content. Several cultural systems were used (hydroponic, rockwool culture, NFT). We quantified the main tomato phenolic compounds: chlorogenic acid, rutine, kaempferol rutinoside in vegetative parts (leaf, stem, root), together with some caffeic acid derivates and naringenine chalcone in fruits. These compounds were analyses by High Performance Liquid Chromatography. We noticed that leaves were the more responsive compartment of the plant, to the nutrition conditions. We observed a two-fold increase in polyphenolics concentrations when nitrate supply decrease from 15 to 0.05mM. We found, by drawing response curves, that this increase was more important when nitrate supply limited plant growth. Ten to 20 days seem necessary to observe a modification, at the plant level, of polyphenolics content. In tomato fruits, polyphenolics concentrations were modified by the nitrate supply, but we do not observed very significant increases. The effects of other environmental factors, such as climate conditions (light, temperature) were studied. Our results seem to indicate that climate is more important than nitrogen nutrition for the determination of the polyphenolic compounds concentrations

Anbaubegleitende spektral-optische Analysen direkt an der Pflanze haben zunehmend Bedeutung für die gartenbauliche Produktion. Veränderungen individueller Pflanzeninhaltsstoffe können mit Hilfe optischer Sensoren unmittelbar und beliebig oft erfasst werden, wodurch Pflanzenreaktionen auf veränderte Umgebungs- und Kulturbedingungen instrumentell messbar sind. Im Konzept eines Präzisionsgartenbau könnten diese zusätzlichen Informationen adaptiven Kulturmaßnahmen dienen und zur effizienten Nutzung von Ressourcen in der Produktion von Obst und Gemüse beitragen. Die wellenlängenspezifische Lichtabsorption pflanzlicher Gewebe ermöglicht zerstörungsfreie Reflexions- oder Transmissionsmessungen und die Adressierung von Pigmentgruppen im ultravioletten und sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Auf Grund veränderlicher Gehalte während des Wachstum und der Entwicklung pflanzlicher Gewebe, sind Pigmente zudem wichtige Indikatoren für den physiologischen Zustand von Obst und Gemüse. Präzise zerstörungsfreie Spektralanalysen werden allerdings durch komplexe optische Eigenschaften biologischen Materials, besonders im Hinblick auf die Reifeentwicklung von Obst und Gemüse erschwert. Zur Lösung dieser Problematik wurde ein neuer iterativer Ansatz (iMLR) entwickelt, der überlagerte in-situ und in-vivo Spektren individueller Pigmente aus einem Summenmessspektrum separiert. Dieser Algorithmus wurde in eine eigenständige Applikation überführt. Eine Datenbank enthält spektrale Signaturen von Chlorophyll a und b, Lycopin, β-Carotin, α-Carotin, Lutein und Violaxanthin. Obwohl die spektrale Analyse einzelner Pigmente durch optische Störgrößen in komplex aufgebauten biologischen Geweben und Pigmentgemischen erschwert ist, konnte ein neuer Ansatz erarbeitet und validiert werden. Diese Methode minimiert spektrale Überlagerung von in-situ und in-vivo aufgezeichneten Messsummensignalen und analysiert Pigmentgehalte in Farbstoffgemische zuverlässig. / Spectral measurements on plants have already been introduced in practice through extensive research and through the recent increase in the availability of low-cost devices. It can be expected that optical sensor systems may contribute to an economic and sustainable use of natural resources as a part of the concept for precision horticulture. In terms of phytomonitoring approaches, such technologies which address variable amounts of individual chromophoric plant components become more important. Their wavelength-selective light absorption makes pigments specifically responsive to reflection or transmission recordings in the ultraviolet and visible range of the electromagnetic spectrum. Additionally, pigments serve as indicators for physiological stages of leaf and fruit. Consequently, the instrumental recording of variable pigment contents has high potential with regards to dynamic plant-adapted processes during the production of fruit and vegetables. Solving the known issues of non-destructive spectroscopy, a new approach was figured out in the present work to obtain a more precise analysis of individual pigment contents, which vary during the cultivation of horticultural crops. The tool is based on an iterative algorithm (iMLR), that separates coinciding in-situ and in-vitro spectra from sum signals of individual pigments. Finally, the algorithm was integrated into a stand-alone application containing a library of chlorophyll a and b, as well as signatures of lycopene, β-carotene, α-carotene, lutein and violaxanthin. It can be pointed out that individual pigment compositions are suitable indicators of the physiological stage of horticultural products. However, the spectral analysis of single pigment levels is challenging due to complex interactions of coinciding absorption and diffuse light scattering in natural pigment mixtures or in fruit extracts. From this, an improved method for the reliable decomposition of spectral signals was developed.

As determinações, em níveis de traços, de fármacos em fluidos biológicos e de multirresíduos (contaminantes) em amostras alimentícias são de extrema importância, pois geram valiosos dados para fins, respectivamente, de monitorização terapêutica (individualização do regime de dosagem) e controle de qualidade (segurança alimentar). A demanda por métodos analíticos de alta resolução e com baixos limites de quantificação, para análises de amostras complexas, tem impulsionado a química analítica para o desenvolvimento de soluções inovadoras, destacando-se aquelas voltadas ao desenvolvimento ou avaliação de novos sistemas analíticos. Neste contexto, na primeira etapa desta tese, o sistema automatizado de microextração em fase sólida no capilar de polipirrol (in-tube PPY SPME) acoplado à cromatografia líquida com detecção fluorimétrica foi desenvolvido (lab-made) para a determinação enantiosseletiva de fluoxetina e de seu metabólito norfluoxetina em amostras de plasma, para fins de monitorização terapêutica. Na segunda etapa, o método cromatografia gasosa bidimensional abrangente acoplada à espectrometria de massas com analisador quadrupolo (GC x GC / qMS) foi padronizado e validado para análise de multirresíduos de agrotóxicos em tomates frescos, para fins de controle de qualidade. Dentre os resultados obtidos podemos destacar: na primeira etapa o ganho de seletividade da fase extratora de polipirrol, em sistema miniaturizado e automatizado de preparo de amostra, hifenado à separação cromatográfica (LC) com detecção fluorimétrica; e na segunda etapa, o incremento da resolução cromatográfica e detectabilidade do sistema de cromatografia gasosa bidimensional com detecção espectrométrica com analisador quadrupolo. As análises de amostras de plasma de pacientes em terapia com fluoxetina e de amostras de tomates comerciais comprovaram a aplicabilidade dos métodos propostos, padronizados e validados, em níveis de concentrações que incluem o intervalo terapêutico preconizado para a fluoxetina em plasma e os limites máximos de resíduos de agrotóxicos estabelecidos para a cultura de tomate. / Determination of trace levels of drugs in biological fluids and multiresidue (contaminants) in food samples is extremely important because this generates valuable data for therapeutic drug monitoring (individualization of dosage regimen) and quality control (food safety), respectively. Because of the demand for analytical methods with high resolution and low limits of quantification for analysis of complex samples, analytical chemistry has stimulated the development of innovative approaches, especially those aimed at developing or evaluating new analytical systems. In this context, in the first stage of this thesis the automated solid-phase microextraction capillary polypyrrole (in-tube \"PPY SPME) coupled to liquid chromatography with fluorimetric detection was developed (lab-made) for enantioselective determination of fluoxetine and its metabolite norfluoxetine in plasma samples for therapeutic drug monitoring. In the second stage of this work, the GC x GC / qMS method was developed for multiresidues analysis of pesticides in fresh tomatoes for the purpose of quality control. In the first stage of the research the gain in terms of the selectivity of the polypyrrole extraction phase in hyphenated and automated system for sample preparation and chromatographic separation (LC) with fluorimetric detection is worthy of note. As for the second step, the highlight is the improvement in chromatographic resolution as well as in the detectability system of the system consisting of two-dimensional gas chromatography and spectrometric detection with quadrupole analyzer. Analyses of plasma samples from patients undergoing therapy with fluoxetine and of samples of commercially available tomatoes proved the applicability of the proposed methods, which were optimized and validated at concentrations levels that include the therapeutic range for the analyzed drugs in plasma and the maximum residue limits of pesticides for growing tomatoes.

Na indução de resistência a planta possui mecanismos de defesa físicos e químicos para impedir a entrada e o desenvolvimento de patógenos e parasitas, incluindo fungos, bactérias, vírus, nematóides e até insetos. Estes mecanismos são ativados por infecções prévias ou pelo tratamento com agentes indutores (eliciadores) bióticos ou abióticos. Entre os agentes indutores bióticos, destaca-se a S. cerevisiae, que além da importância biotecnológica, tem demonstrado em estudos prévios potencial para o controle de doenças em várias plantas de importância econômica. Produtos à base de S. cerevisiae, como por exemplo o Agro-Mos® (carboidratos da parede celular da levedura) estão disponíveis no mercado, mas não como indutores de resistência. Já o indutor químico registrado como Bion® vem sendo comercializado e utilizado na indução de resistência em diversas espécies de plantas contra vários patógenos. Os objetivos deste trabalho foram purificar parcialmente frações de S. cerevisiae indutoras de resistência em pepineiro contra antracnose, causada por Colletotrichum lagenarium, e avaliar o efeito do extrato bruto autoclavado de S. cerevisiae, Agro-Mos® e Bion® na indução de resistência contra o inseto T. absoluta em tomateiro, o nematóide M. incognita em pepineiro, como também, verificar o efeito destes agentes na interação simbiótica entre soja e B. elkanii. Os resultados mostraram que o extrato bruto aquoso de S. cerevisiae autoclavado por 4 h foi o mais efetivo na redução da antracnose. Dessa maneira, o mesmo foi submetido à precipitação etanólica e o sobrenadante da precipitação foi fracionado utilizando-se Cromatografia de Troca Aniônica - CTA. Obtiveram-se quatro picos, sendo que os picos I (frações não ligada à resina DEAE-celulose) e II (frações ligadas à resina DEAE-celulose) foram os mais efetivos na proteção de plântulas de pepineiro reduzindo a severidade de antracnose em 80% e 72%, respectivamente. A aplicação foliar do extrato bruto aquoso de S. cerevisiae, Agro-Mos® e Bion® não afetou o desenvolvimento do inseto em tomateiro, como também, não interferiu significativamente na multiplicação do nematóide em raízes de pepineiro. Na interação simbiótica da soja com B. elkanii, os agentes testados não afetaram a nodulação por B. elkanii em raízes e o desenvolvimento vegetativo das plantas. Porém, a aplicação foliar do extrato bruto autoclavado de S. cerevisiae aumentou a quantidade de nitrogênio total da parte aérea das plantas. Finalmente, conclui-se que frações de S. cerevisiae induziram resistência em pepineiro contra C. lagenarium. Por sua vez, os agentes testados são foram eficientes no controle do inseto herbívoro e do nematóide e não demonstraram efeito negativo na interação soja - rizóbio. / In the resistance induction, the plant has physical and chemical defense mechanisms to avoid the entrance and the development of pathogens and parasites, including fungi, bacteria, virus, nematodes and even insects. These mechanisms are activated by previous infections or by the treatment with biotic and abiotic inducer agents. Among the biotic agents there is S. cerevisiae, that besides the biotechnological importance, was shown in previous studies to control diseases in several plants of economical importance. Products made of S. cerevisiae, as for exemple, the Agro-Mos® (formulated with carbohydrates from the cellular wall of the yeast) are available in the market, but not resistance inducers. The chemical inducer known as Bion® is already marketed and used to induced resistance in several plant species against several pathogens. The objectives of this work were to partially purify fractions of S. cerevisiae able to induce resistance in cucumber against anthracnose, caused by Colletotrichum lagenarium, and also evaluate the effect of the autoclaved crude aqueous extract from S. cerevisiae, Agro-Mos® and Bion® in the resistance induction against the insect T. absoluta in tomato plants, the nematode M. incognita in cucumber plants, as well as to verify the effect of the agents in the symbiotic interaction envolving soybean and B. elkanii. The results showed that the crude aqueous extract of S. cerevisiae autoclaved for 4 h was the most effective out in the reduction of cucumber anthracnose. Thus, the same extract was submitted to ethanolic precipitation and the obtained supernatant was fractioned by using Anion Exchange Chromatography - AEC. For peaks were obtained and peak I (non-adsorbed fraction to DEAE-Cellulose) and II (fraction adsorbed to DEAE-Cellulose) were the most effective out in the protection of the cucumber seedling by reducing anthracnose severity in 81% and 72% ,respectively. The application of the autoclaved extract of S. cerevisiae, Agro-Mos® and Bion® did not affect the development of the insect in tomato plants as well as did not interfere significantly in the multiplication of the nematode in cucumber roots. In the symbiotic interaction of soybean and B. elkanii, the tested agents did not affect the formation of nodules in soybean roots and the vegetative development of the plants. However, the foliar application of the autoclaved crude extract of S. cerevisiae significantly increased the amount of total nitrogen in the aerial part of the plants. Finally, it is concluded that the fractions (peaks I and II) of S. cerevisiae induced resistance of the cucumber plants. However the tested agents were not efficient in the control of the herbivore insect and the nematode and did not exhibit negative effects in the symbiotic interaction soybean and rhizobium.

Devido ao aumento da preocupação com o impacto dos agrotóxicos no meio ambiente e na saúde humana, busca-se uma agricultura sustentável. É no âmbito dessa questão que a resistência induzida torna-se uma ferramenta fundamental no manejo integrado de doenças e indispensável para uma nova agricultura, mais racional e sustentável. Dentre os diversos agentes bióticos e abióticos, utilizados em trabalhos de indução de resistência de plantas a patógenos, os cogumelos Lentinula edodes e Agaricus blazei vem sendo pesquisados. Desse modo, este trabalho teve como objetivos avaliar o efeito de diferentes isolados de L. edodes e A. blazei e do acibenzolar-S-metil (aSm) in vitro contra as bactérias e o controle de doenças de importância econômica para as culturas do tomate e da berinjela, em casa-de-vegetação. Depois de obtida a proteção, estudar os possíveis mecanismos bioquímicos ativados nas plantas através do uso dos extratos dos cogumelos e buscar a purificação parcial destes extratos, a fim de identificar o(s) princípio(s) ativo(s). No patossistema berinjela/Ralstonia, os extratos aquosos dos cogumelos não exerceram nenhum efeito direto sobre o patógeno, sendo que os isolados Abl-11 e Abl-28 de de A. blazei reduziram significativamente a ocorrência de folhas murchas das plantas em casa-devegetação, em relação aos demais tratamentos. Ocorreu um aumento na atividade da peroxidase, fenilalanina amônia-liase e polifenoloxidase nas folhas tratadas. O preciptado 60-80% obtido pela precipitação com sulfato de amônia e a fração 4 da cromatografia de troca aniônica (CTA) de Abl-28 reduziram a ocorrência de folhas murchas, sendo que a separação eletroforética revelou a presença de uma banda no gel com aproximadamente 29 kDa nesta fração. Em tomate, os extratos aquosos dos isolados dos cogumelos e o acibenzolar-S-metil não exerceram nenhum efeito inibitório in vitro no crescimento de Ralstonia solanacearum e Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. Porém, os isolados Abl-26 de A. blazei, Le-96/17 de L. edodes e aSm foram os que conferiram maior proteção das plantas de tomates contra os patógenos, diminuindo a ocorrência de folhas murchas, proporcionando um aumento na atividade da peroxidase no patossistema tomate/Ralstonia e um aumento na atividade de peroxidase, quitinase, fenilalanina amônia-liase e polifenoloxidase no patossistema tomate/Clavibacter. O preciptado 40-80% de Le-96/17 foi submetido à CTA, obtendo-se seis frações protéicas. As frações 3 e 4, junto com aSm e o extrato aquoso de Le-96/17 reduziram a ocorrência de folhas murchas. A separação eletroforética destas frações da CTA, do preciptado 40-80% e do extrato aquoso de Le-96/17 revelaram a presença de mais de uma banda no gel na fração 3 e 4 da CTA, no preciptado 40-80% e no extrato aquoso bruto de Le-96/17. Com base nos resultados, os cogumelos A. blazei e L. edodes apresentam compostos que induziram resistência em plantas berinjela e tomate, podendo auxiliar no controle de doenças. / Because the increase of the impact of chemical products in the environment and in human health, a search by sustainable agriculture is needed. It is in the scope of this problem that the induced resistance becomes a tool in the integrated management of pests and diseases and indispensable for a new agriculture, more rational and sustainable. Among the biotic and abiotic agents used to induce resistance, the mushrooms Lentinula edodes and Agaricus blazei have being studied. Thus, the objectives of the present work were evaluate the effects of different isolates of L. edodes and A. blazei and of the acibenzolar-S-methyl (aSm) on in vitro bacterial growth and the control of the diseases in tomato and eggplant under greenhouse conditions. The studies also tried to elucidate the mode of action of the extracts from the fruiting bodies and partially purify them. In eggplant plants, the aqueos extracts from the different mushroom isolates did not have any direct effect on the pathogen. The isolates Abl-11 and Abl-28 of A. blazei reduced the wilt in eggplant leaves, under greenhouse conditions, and increased peroxidase, phenylalanine ammonia-lyase and polyphenoloxidase activities in treated leaves. The fraction of aqueous extract of A. blazei (Abl-28) obtained with ammonium sulfhate and fraction 4 from anion exchange chromatography reduced bacterial wilt and a protein fraction exhibiting molecular mass around 29 kDa was obtained. In tomato plants, the aqueos extracts from the different mushrooms and the acibenzolar-S-methyl did not inhibit in vitro growth of Ralstonia solanacearum and Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. However, the isolates Abl-26 of A. blazei, Le-96/17 of L. edodes and aSm protected tomato plants against the bacterial pathogens, reducing the wilt and causing an increase in peroxidase activity in the tomato/Ralstonia interaction and an increase in peroxidase, chitinase, phenylalanine ammonialyase and polyphenoloxidase activities in the tomato/Clavibacter interaction. The ammonium sulphate fraction of Le-96/17 was submitted to anion exchange chromatography, and the proteins from fractions 3 and 4, aSm and the aqueous extract of Le-96/17 reduced the occurrence of wilt in the leaves. A protein fraction exhibiting proteins with molecular mass around 29, 37 and 45 kDA was obtained in fractions 3 and 4. Thus, the results showed that the mushrooms A. blazei and L. edodes edodes have substances that induce resistance in eggplant and tomato plants.

Ce travail présente des méthodes de caractérisation de la morphologie de structures cellulaire 3D partiellement observées par des images discrètes, ainsi que leur application à la description morphométrique du péricarpe de tomate.<br /><br />Une méthode d'estimation des propriétés géométriques d'un matériau a été développée, dans le cas particulier où la probabilité d'échantillonnage des pixels n'est pas uniforme à l'intérieur de l'image. Elle consiste à exprimer localement les paramètres morphométriques de la structure, et à pondérer chaque contribution par l'inverse de sa probabilité d'échantillonnage. <br /><br />Nous présentons aussi le calcul des probabilité d'échantillonnage dans le cas d'image 3D acquises perpendiculairement à une surface, en nous basant sur des hypothèses simples de régularité de la surface.<br /><br />En vue de comparer la qualité des informations obtenues à partir l'images 2D et 3D, l'estimation de la densité surfacique dans des coupes verticales a été appliquée à des images discrètes.<br /><br />Finalement, nous présentons une démarche complète de caractérisation d'un matériau cellulaire, le péricarpe de tomate. La démarche comprend l'acquisition des images par microscopie confocale, le traitement des images pour segmenter les cellules, et l'application des estimateurs que nous avons développé. Nous pouvons ainsi caractériser la morphologie des particules du péricarpe en fonction de la profondeur.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:37:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4434052 bytes, checksum: e6bd53f46965b44a3dcdbb9a5a63b4ff (MD5) Previous issue date: 2008-02-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work aimed to select tomato prokaryotic phylloplane residents for biocontrol purposes, by using Xanthomonas campestris pv. vesicatoria and Alternaria solani as challenging pathogens. Additionally, to perform a screening test using detached leaves. Consequently, leaves from healthy tomato plants were collected at Viçosa, MG and epiphytic prokaryote populations were extracted by shacking them in PBS (0,85% NaCl in 0,1M phosphate buffer saline, pH 7.0) following sonication (60Hz, 20 minutes) and serial dilution and plating in culture medium. Three hundred bacterial isolates were obtained and preserved in refrigerator, with periodical tubetube transfer, in a refrigerator. The screening was performed in two selection cycles. In the first selection in greenhouse, with three replicates per isolate and Xanthomonas campestris pv. vesicatoria as challenging pathogen, 79 isolates were able to reduce disease by 82%. In a second selection cycle, using 6 replicates per isolate, the 33 isolates were able to reduce severity by 50% in average. The 33 isolates had their antagonistic potential tested against the tomato fungal and bacterial pathogens Pseudomonas syringae pv. tomato, Pseudomonas corrugata, Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, Alternaria solani and Corynespora cassiicola in vitro conditions. Out of the 33 isolates, the isolate RFK-24 inhibited growth of Xathomonas campestris pv. vesicatoria, Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis and Alternaria solani while isolate RFS-183 was able to inhibit Alternaria solani, Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, Pseudomonas syringae pv. tomato e Pseudomonas corrugata, but none of them inhibited Corynespora cassiicola. Being RFK-24 and RFS- 183 the ones with a wider antagonistic potential out of the 33 previously selected, they were chosen for continuing the research with detached leaves and the challenging pathogens Alternaria solani e Xanthomonas campestris pv. vesicatoria. There was a positive correlation between disease severity reduction in plants the greenhouse and in detached leaves, for both antagonists. For situations involving large number of isolates to undergo mass screening, the approach with detached organs may replace the laborious and time consuming greenhouse screening. / O presente trabalho teve como objetivo isolar procariotos residentes de filoplano de tomateiro como agentes de biocontrole contra o patógeno Xanthomonas campestris pv. vesicatoria. 300 isolados foram obtidos a partir de folhas sadias de tomateiros coletadas na micro-região de Viçosa-MG, as quais foram submetidas à extração das populações procarióticas epifíticas em solução de tampão fosfato (PBS) com emprego de ultra-som (60Hz, 20 min.) e semeadura de diluições em série em placas de Petri contendo meio 523. Em casa-de-vegetação, numa primeira etapa 79 isolados apresentaram capacidade de reduzir, em média, 82 % da severidade de doença. Desses, numa segunda etapa, 33 isolados apresentaram redução média da severidade de doença em 50 %. Os 33 isolados foram submetidos a testes de antibiose in vitro, em que foi avaliada a potencialidade em inibir o crescimento bacteriano e fúngico dos seguintes patógenos do tomateiro: Pseudomonas syringae pv. tomato, Pseudomonas corrugata, Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, Alternaria solani e Corynespora cassiicola. Dos 33 isolados pré- selecionados verificou-se que o isolado RFK-24 foi capaz de inibir o crescimento dos patógenos, Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis e Alternaria solani e o RFS-183 em inibir o crescimento dos patógenos Alternaria solani, Xanthomons campestris pv. vesicatoria, Pseudomonas syringae pv. tomato e Pseudomonas corrugata, mas ambos não inibiram o crescimento da Corynespora cassiicola. Os dois isolados foram selecionados para ensaios in vivo e em folíolos destacados, contra os patógenos desafiantes Alternaria solani e Xanthomons campestris pv. vesicatoria. Para ambos foi observada a correlação entre a severidade de doença apresentada em casa-de-vegetação e os resultados em folíolos destacados, como a inibição da germinação de conídios do patógeno fúngico e a supressividade em meio semi-seletivo dos antagonistas sob o patógeno bacteriano. Os resultados obtidos com o método com folíolos destacados e sua correlação com os dados de biocontrole experimental em casa-de-vegetação permitem deduzir que o uso de folíolos destacados pode ser utilizado como método para seleção massal.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:37:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 752482 bytes, checksum: a4ec60bad1c1315d52f2a91132509d98 (MD5) Previous issue date: 2014-03-11 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Pepper yellow mosaic virus (PepYMV) naturally infects sweet pepper and tomato plants, leading to severe losses since its first report in Brazil (Brasília, DF, 2002). Molecular and serological methods can be used to detect the pathogen. Serological methods for viral detection require the use of a high quality antiserum, offering good sensitivity and specificity. Traditionally, purified viral particles are used as immunogens. However, the purification process is very laborious and the final preparation may have unsatisfactory purity and/or concentration. Thus, the aim of this work was to produce a polyclonal antiserum against the recombinant capsid protein (CP) of PepYMV to allow its use both for diagnosis and for studies of the interaction of the PepYMV CP with other viral proteins and host factors. The coding sequence of the capsid protein gene of PepYMV was cloned into an expression vector (pRSET-A) and transformed into Escherichia coli strain BL21::DE3 for in vitro expression. The recombinant protein, fused to a histidine tag, was purified under denaturing conditions by affinity chromatography using a Ni-NTA column. The purified recombinant protein was dialyzed under renaturing conditions. Its integrity and identity were confirmed by polyacrylamide gel electrophoresis and mass spectrometer analyses. New Zealand rabbits were immunized with increasing amounts of the recombinant protein. The sensitivity and specificity of the antisera were analyzed by Western blot and indirect ELISA assays. The antisera raised against the recombinant CP showed good specificity and sensibility, proving to be a reliable tool for the detection of PepYMV. / O Pepper yellow mosaic virus (PepYMV), agente causal do mosaico amarelo do pimentão e do tomateiro, desde seu primeiro relato no Brasil no ano de 2002 em Brasília, DF, vem se disseminando em regiões produtoras de pimentão e tomate causando perdas substanciais ao produtores dessas culturas. Para identificação dessa enfermidade algumas ferramentas são utilizadas, dentre elas, podemos destacar os métodos moleculares e sorológicos, sendo estes últimos mais utilizados por apresentarem alta especificidade e sensibilidade, além de possuir um custo relativamente baixo. Para a produção de anti-soro, tradicionalmente, utilizam-se partículas virais concentradas como imunógenos. No entanto, o processo de purificação é muito trabalhoso e pode apresentar pureza e concentrações insatisfatórias. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi produzir um anti-soro policlonal, a partir da proteína capsidial recombinante do PepYMV, que permita sua utilização tanto para diagnose quanto para estudos de interação da proteína capsidial do PepYMV com outras proteínas virais e fatores do hospedeiro. A sequência do gene da proteína capsidial do PepYMV foi clonada em vetor de expressão (pRSET-A) e transformada em Escherichia coli, linhagem BL21::DE3, para expressão in vitro. A proteína expressa fusionada a uma cauda de histidina foi purificada sob condições desnaturantes por cromatografia de afinidade em coluna de resina Ni-NTA. Em seguida a proteína purificada foi dialisada sob condições renaturantes e sua integridade e identidade foram confirmadas por gel de poliacrilamida a 12% e análise de espectrometria de massa. Dois coelhos da raça Nova Zelândia foram imunizados com quantidades crescentes da proteína recombinante dialisada adicionados do adjuvante de Freud incompleto na proporção 1:1. A sensibilidade e a especificidade do anti-soro foram testados por Western blot e ELISA indireto. O anti-soro produzido apresentou boa especificidade e sensibilidade, provando ser uma ferramenta confiável para a diagnose do PepYMV.