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There is growing evidence that acute changes in fundamental mechanisms of impulse control contribute to the transition from social drinking to abusive drinking. One component of impulsivity concerns the ability to inhibit maladaptive behaviors (i.e., inhibitory control). Inhibitory mechanisms are reliably shown to be sensitive to the impairing effects of alcohol, and studies have begun to show that this impairment fails to recover at the same speed as other aspects of behavior. However, the degree to which inhibitory control develops tolerance to alcohol has only been examined under limited conditions. This dissertation consists of three studies examining contexts in which tolerance has been observed for a host of prototypic behaviors, and will compare the degree to which it fails to develop for inhibitory control. Study 1 examined the rate of recovery for inhibitory control compared with other behaviors as blood alcohol concentrations (BACs) declined to zero following a dose of alcohol in 24 social drinkers. Results revealed prolonged alcohol impairment of inhibitory control along the BAC curve, even as BACs approached zero. By contrast, behaviors including reaction time and motor coordination began to show recovery markedly faster, as BACs were still significantly elevated. Study 2 examined the degree to which recent drinking patterns predict acute alcohol impairment from alcohol in a group of 52 drinkers. Recent, heavy consumption predicted less impairment of motor coordination, but bore no relationship to the magnitude of impairment of inhibitory control. Study 3 examined whether increasing the stimulus strength of environmental cues signaling the need to inhibit behavior could reduce alcohol impairment of inhibitory control in 56 participants. Results showed that increasing stimuli strength reduced alcohol impairment of behavioral activation, but actually increased inhibitory failures. Taken together, the findings contribute to the growing body of evidence suggesting that inhibitory control is especially vulnerable to the impairing effects of alcohol compared with other behaviors. Indeed, these studies systematically assessed the pharmacokinetic and environmental factors that contribute to tolerance, indicating that inhibition is disrupted in circumstances under which response activation is unimpaired. The findings have important implications for understanding the behaviorally-disruptive effects of alcohol.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-02T13:51:26Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1349164 bytes, checksum: 9c19c3653448f602368f6e79a2562b38 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T13:51:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1349164 bytes, checksum: 9c19c3653448f602368f6e79a2562b38 (MD5) Previous issue date: 2004-02-11 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O nematóide de galhas, Meloidogyne exigua, parasita o cafeeiro (Coffea sp.) e sua erradicação das regiões infestadas é impraticável. Estudos anteriores mostraram que a resistência a M. exigua é controlada por um gene de herança simples, designado Mex-1, presente em C. canephora. Linhagens de café arábica apresentando resistência têm sido desenvolvidas em programas de melhoramento genético por meio da introgressão deste gene. Uma biblioteca BAC de café foi avaliada inicialmente utilizando-se três marcadores (Exi-2, Exi-3 e Exi-4) ligados a Mex-1, obtidos a partir de marcadores AFLP previamente clonados. Os clones positivos associados à região Mex-1 foram identificados e isolados. O DNA destes clones foi então analisado por hibridização e amplificação com marcadores SCAR (Exi-2 e Exi- 3) e 9 combinações de primers das extremidades BAC. Os clones BAC positivos, relativos aos marcadores Exi-2, Exi-3 e Exi-4, foram reunidos em 5 contigs. O primeiro contig apareceu composto de dois clones BAC identificados com o marcador Exi-4. Dos cinco clones BAC identificados com o marcador Exi-2, dois contigs designados Exi-2 I e Exi-2 II foram distintos. Os clones BAC Exi-3 foram organizados em dois contigs distintos chamados Exi-3 I e Exi-3 II. No total, nove sítios de restrição ou de PCR, correspondendo a sete marcadores físicos, foram localizados na região Exi-3. As três regiões cromossômicas correspondentes ao contig Exi-4, aos dois contigs Exi-2 e aos dois contigs Exi-3 não apresentaram sobreposição. A presença de clones BAC contendo análogos de gene de resistência (RGA) na região Mex-1 foi investigado por meio de amplificação com primers degenerados e hibridização com sondas RGA de café. Alguns clones BAC contendo RGAs foram identificados. Para confirmar a introgressão do gene Mex-1, vinte e uma linhagens de Icatu foram comparadas a três testemunhas resistentes, Iapar 59, Híbrido de Timor e Sarchimor e a uma testemunha susceptível, Catuaí. Foi avaliada, por meio de marcadores AFLP, a presença do fragmento introgredido associado ao locus Mex-1. Nove marcadores AFLP foram amplificados. Destes, os marcadores Exi-1, Exi-2, Exi-3, Exi-11 e Exi-13 confirmaram a presença do fragmento associado à resistência a M. exigua, mostrando que esta marca pode ser utilizada em programas de seleção assistida. Uma biblioteca de cDNA de Caturra foi utilizada para se isolar fragmentos de genes associados à resistência, através da hibridização com sondas RGA. Após a utilização das nove famílias RGA de café, 32 colônias foram isoladas e seqüenciadas. Destas, 25 seqüências não apresentaram similaridade com outras seqüências disponíveis na base de dados do NCBI ou não puderam ser seqüenciadas. Seis amostras continham seqüências muito pequenas e não confiáveis, e apenas uma amostra resultou em uma seqüência de 428 nucleotídeos (142 aminoácidos). Esta seqüência apresentou alta homologia a catalases de outras plantas como Nicotiana plumbaginifolia, Glycine max, Phaseolus vulgaris, entre outras. A esta catalase descoberta em café foi dado o nome de Cat-C. A catalase de ligação ao ácido salicílico (SR1) e a seqüência parcial de aminoácidos da proteína de ligação ao ácido salicílico (SABP), ambos de N. tabacum, apresentaram 82% e 77% de identidade, respectivamente, quando comparadas a Cat- C. Na região C-terminal desta catalase foi detectada a presença de uma seqüência peroxissomal. No entanto, ao invés de uma seqüência SRL (Serina-Arginina- Leucina), foi encontrada uma seqüência TRL (Treonina-Arginina-Leucina). Esta diferença é devido à troca de uma timina por uma adenina. Estes dados sugerem que Cat-C pode estar associado ao mecanismo de resistência em café. / The root-knot nematode Meloidogyne exigua parasites the arabica coffee tree (Coffea sp.) and its eradication of the infested areas is impracticable. Previous studies showed that the resistance to M. exigua is controlled by a simple inheritance gene, designated Mex-1, present in C. canephora. Lineages of resistant Arabica coffee have been developed in some genetic breeding programs through the introgression of this gene. The BAC library of coffee was initially evaluated by three markers (Exi-2, Exi-3 and Exi-4) linked to Mex-1, previously obtained from cloned AFLP markers. The positive clones associated with Mex-1 region were identified and isolated. DNA clones were then analyzed by hybridization and amplification with SCAR (Exi-2 and Exi-3) markers and 9 combinations of primers of the BAC-end. The positive BAC clones, relative to the Exi-2, Exi-3 and Exi-4 markers, were assembled in 5 contigs. The first contig identified with the Exi-4 marker is composed of two positive BAC clones. Of the five BAC clones identified with Exi-2 markers, two contigs designated Exi-2 I and Exi-2 II were different from each other. The BAC clones Exi-3 were organized in two different contigs called Exi-3 I and Exi-3 II. In the total, nine restriction sites or PCR, corresponding to seven physical markers were located in the Exi-3 region. The three chromosomal regions that corresponded to the Exi-4 contig, the two Exi-2 contigs and the two Exi-3 contigs did not present any superposition. The presence of BAC clones containing resistance gene analogs (RGA) in the Mex-1 region was investigated by both PCR amplification with degenerate primers, and hybridization with coffee RGA probes. Some BAC clones containing RGA were identified. To confirm the introgression of Mex-1 gene, twenty-one Icatu lineages xiiiwere compared to three resistant cultivars, Iapar 59, Hibrido de Timor and Sarchimor and to a susceptible cultivar Catuaí, through AFLP markers, evaluating the presence or not of the introgressed fragment associated with the Mex-1 locus. Nine AFLP markers were amplified. Among these, Exi-1, Exi-2, Exi-3, Exi-11 and Exi-13 markers confirmed the presence of the fragment associated to the resistance to Meloidogyne exigua, showing that this marker can be used in selected assistent programs. A cDNA library of Caturra was used to isolate fragments of genes associated with the resistance, through the hybridization using RGA probes. After the use of the nine coffee RGA families, 32 colonies were isolated and sequenciated. Among these, 25 sequences either did not present similarity with other available sequences in the NCBI data base or could not be sequenced. Six samples contained very small and not trustable sequences, and just one sample resulted in a sequence of 428 nucleotides (142 aminoacids). This sequence presented high homology to catalases of other plants such as Nicotiana plumbaginifolia, Glycine max, Phaseolus vulgaris, etc. To this discovered coffee catalase was given the name of Cat-C. The salicylic acid receptor (SR1) and the partial sequence of aminoacids of the salicylic acid binding protein (SABP), both in Nicotinana tabacum, showed 82% and 77% of identities, respectively, when compared with Cat-C. In the C-terminal region of this catalase was detected the presence of a peroxisomal sequence. However, instead of a SRL sequence (Serine-Arginine-Leucine), a TRL sequence was found (Treonine- Arginine-Leucine). This difference is due to the change of a timine by an adenine. These data suggest that Cat-C can be associated with resistance mecanism in coffee.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-04-08T14:28:46Z No. of bitstreams: 2 TESE_PPGCB_CCB_UFPE_Silvokleio da Costa Silva.pdf: 2416257 bytes, checksum: 816b850e0c404efe1ff888b803d05780 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-08T14:28:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE_PPGCB_CCB_UFPE_Silvokleio da Costa Silva.pdf: 2416257 bytes, checksum: 816b850e0c404efe1ff888b803d05780 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq / Recentemente, um mapa citogenético estabelecido para Poncirus trifoliata disponibilizou marcadores cromossomo-específicos para estudos evolutivos das espécies cítricas. Objetivando reconhecer as homeologias cromossômicas e entender as alterações cariotípicas existente entre os gêneros Poncirus e Citrus e entre os principais representantes dos citros, os mapas citogenéticos de P. trifoliata cv. Flying Dragon, C. reticulata cv. Cravo (tangerina) e C. maxima cv. Pink (toranja) foram construídos e comparados entre si e com o mapa previamente estabelecido para C. medica var. Etrog (cidra). Os cromossomos marcadores de P. trifoliata também foram mapeados em C. sinensis (L.) cv. Valencia (laranjeira doce), o principal híbrido de interesse econômico do grupo. Metáfases mitóticas destas espécies foram coradas com os fluorocromos CMA e DAPI e submetidas a hibridização in situ fluorescente (FISH) empregando sondas de cromossomos artificiais de bactérias (BACs) e de DNAr 5S e 45S. As fórmulas cariotípicas encontradas para as cultivares analisadas de P. trifoliata (4B+8D+6F), C. reticulata (2C+10D+6F), C. maxima (4A+2C+4D+8F) e C. sinensis (2B+2C+7D+7F) corroboram com as anteriormente reportadas na literatura, entretanto, um pequeno sítio proximal adicional de DNAr 45S foi detectado em C. reticulata. Apenas os cromossomos 1, 4 e 8 foram conservados quanto ao tipo cromossômico e localização dos BACs entre as espécies estudadas. Nos demais casos, as posições dos BACs foram conservadas, mas não os tipos cromossômicos. Quebra de colinearidade foi observada apenas no par 3, entre BACs e um sítio de DNAr 45S, sugerindo que inversões ou transposições também podem ter ocorrido. Os resultados aqui reportados indicam uma alta sintenia no grupo. As principais divergências cariotípicas observadas provavelmente estão relacionadas a eventos de amplificação e/ou desamplificação de sequências repetitivas que compõem os blocos CMA+. Essas alterações foram mais frequentes em C. medica que nas demais espécies, porém, considerando a variabilidade encontrada, as semelhanças cariotípicas observadas entre espécies filogeneticamente distantes podem ser fruto de reversões e não da conservação de um cariótipo ancestral. Os dados de mapeamento dos BACs nos pares cromossômicos 2 e 3 de C. sinensis, associados aos seus tipos cromossômicos, corroboram toranja e tangerina como os prováveis parentais deste híbrido.

Silene latifolia and Silene dioica are closely related dioecious plant species where sex is determined by the presence of sex chromosomes, X and Y. The sex chromosomes of S. latifolia and S. dioica are younger (10-20 million years) than in mammals (about 200 million years). These two species are thus important models for the study of early stages of sex chromosomes evolution. In this work a group of genes linked to sex chromosomes (Sl3, Sl7, DD44) was analyzed. These genes were de-novo isolated from S. dioica by screening of the BAC library. The expression of these genes in different tissues was compared using Real-Time PCR and HRM in S. latifolia and S. dioica. Using the low-copy FISH (fluorescence in situ hybridization) method, a physical map for individual genes was created. This map is the most detailed physical map created for closely related Silene species.

Alcohol abuse among youth and young adults and accompanying undesirable behaviors (e.g., physical aggressiveness, vandalism, date rape, DUI) is a significant public health problem. This field research examined various intervention techniques for reducing excessive alcohol consumption in party settings. Prior to four fraternity parties, students' drinking intentions, lifestyles, and person characteristics (i.e., self-esteem, optimism, personal control, group cohesion, sensation seeking) were measured. Before and after the fraternity parties, students' blood alcohol concentration (BAC) was objectively assessed with a breathalyzer. During the fraternity parties, students' participation in various intervention techniques was systematically observed. The impact of the intervention process for reducing the risk of DUI was assessed with both within-subject and between-subject comparisons. That is, two fraternities and two sororities participated in two successive parties, one with the intervention process and the other as a control (with a balanced AB vs. BA format). It was hypothesized that the intervention techniques would reduce excessive alcohol consumption and DUI risk from comparisons within the same fraternity / sorority and between two different fraternities/sororities. It was also hypothesized that students' behavioral intentions to consume alcohol would predict their subsequent drinking behavior at a party. The intervention phase of the research was not successful in reducing overall intoxication rates at the fraternity parties studied. Students' intentions to consume alcohol, however, was a significant predictor of intoxication rates, accounting for 28 percent of the variance of exit BAC across all parties. Implications of this research for the design of future interventions aimed at curtailing the excessive use of alcohol among young adults are discussed. / Ph. D.

As Formas Farmacêuticas de Liberação Prolongada (FFLP) têm sido uma alternativa eficaz na terapia, pois proporcionam maior adesão do paciente ao tratamento em função da redução da frequência de dosagem ao longo do dia, sendo sua principal característica, a modulação da liberação/dissolução do fármaco. Entretanto, esta etapa pode ser influenciada por diferentes fatores, dentre eles: os físico-químicos relacionados ao fármaco; os farmacêuticos, principalmente relacionados aos excipientes empregados e às técnicas de obtenção da forma farmacêutica (FF) e os fisiológicos do trato gastrintestinal (TGI), como por exemplo, o pH dos líquidos do TGI, o tempo de esvaziamento gástrico, a motilidade intestinal, entre outros. Desse modo, a avaliação do trânsito da FF no TGI, após a sua administração, permite uma melhor compreensão dos fatores que podem afetar as etapas de liberação/dissolução do fármaco in vivo. Dentre as técnicas empregadas com esse objetivo, destacam-se: a cintilografia e os métodos biomagnéticos. A Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC) é um método biomagnético que tem se mostrado promissor para este tipo de estudo, por ser não invasivo, portátil, livre de radiação ionizante, e por apresentar acurácia e versatilidade. Diante do exposto, o presente trabalho teve como objetivos, desenvolver e caracterizar sob o aspecto biofarmacotécnico in vitro, um sistema de liberação prolongada contendo nimesulida (fármaco-modelo) e marcador magnético (ferrita), visando obtenção de ferramenta para avaliação do trânsito gastrintestinal por meio de técnica biomagnética. Para isto foram desenvolvidas quatro formulações de comprimidos de liberação prolongada contendo nimesulida, ferrita e diferentes concentrações de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC): NF1 (30% HPMC); NF2 (23% HPMC); NF3 (17% HPMC) e NF4 (10% HPMC). Essas foram avaliadas quanto ao comportamento de dissolução por meio de ensaios com aparato 4 e avaliação da cinética e da eficiência de dissolução (ED%). Posteriormente, estudos biomagnéticos, in vitro e in vivo, foram conduzidos com emprego da técnica de BAC para a formulação selecionada. Os resultados obtidos mostraram que as 04 formulações desenvolvidas apresentaram porcentagens de dissolução distintas em função das diferentes concentrações de HPMC (NF1 = 13,2%; NF2 = 40,1%; NF3 = 72,5% e NF4 = 91,5%). A formulação NF4, com menor concentração de HPMC, foi escolhida para os estudos por meio de BAC em função dos resultados de ED% (54,3%) e por apresentar comportamento mais próximo de uma formulação de liberação prolongada. Em relação aos resultados de BAC in vitro, destaca-se que a formulação NF4 (10%HPMC) apresentou aumento de área magnética de forma independente do pH do meio, sugerindo que a hidratação/intumescimento da HPMC independe do pH. Em relação à avaliação do trânsito intestinal (estudo in vivo) foram obtidos os seguintes dados: Tempo médio de Residência Gástrica (TTR) - 89 minutos; Tempo médio do Trânsito Orocecal (TTO) - 313 minutos e Tempo médio do Trânsito Intestinal (TTI) - 224 minutos. Os dados de BAC in vivo permitiram observar que o aumento de área magnética atingiu um platô em cerca de 80 minutos após a administração da formulação NF4. A comparação dos dados de BAC in vitro e BAC in vivo, relacionados ao trânsito gastrintestinal, indica que a formulação NF4, após apresentar o ápice de intumescimento, foi capaz de manter sua estrutura permanente ao longo do TGI, favorecendo assim a liberação modulada do fármaco. Os resultados obtidos demonstraram que a formulação desenvolvida foi eficiente para avaliar e caracterizar o trânsito no TGI por meio da técnica de BAC e também permitiram uma estimativa do comportamento do fármaco em relação a solubilidade em cada porção do TGI, proporcionando assim uma ferramenta adequada para avaliação do trânsito do TGI e desenvolvimento de FFLP. / Extended Release (ER) dosage forms have been an effective alternative in therapy, since they provide greater patient adherence to treatment as a function of the reduction of the frequency of dosing throughout the day, its main characteristic being the release / dissolution modulation of the drug. However, this stage can be influenced by different factors, among them: the physical and chemical related to the drug; the pharmacists, mainly related to the excipients employed and the techniques of obtaining the form dosage and the physiological ones of the gastrointestinal tract (GI tract), as for example, the pH of the liquid of the GI tract, gastric emptying time, intestinal motility, among others. Thus, assessment of dosage forms transit in GI tract after its administration allows a better understanding of the factors that may affect the drug release / dissolution steps in vivo. Among the techniques used for this purpose, the following stand out: scintigraphy and biomagnetic methods. Alternating Current Biosensiometry (ACB) is a biomagnetic method that has shown promise for this type of study, since it is non-invasive, portable, free of ionizing radiation, and because of its accuracy and versatility. In view of the above, the aim of this work was to develop and characterize a sustained release system containing nimesulide (study drug) and magnetic marker (ferrite) under the in vitro biopharmaceutical aspect, aiming to obtain a tool to evaluate the GI tract transit through means of biomagnetic technique. For this, four formulations of extended release tablets containing nimesulide, ferrite and different concentrations of hydroxypropylmethylcellulose (HPMC): NF1 (30% HPMC) were developed; NF2 (23% HPMC); NF3 (17% HPMC) and NF4 (10% HPMC). These were evaluated for dissolution behavior by apparatus 4, assays and kinetics and dissolution efficiency (ED%). Subsequently, biomagnetic studies, in vitro and in vivo, were conducted using the ACB technique for the selected formulation. The results showed that the formulations developed showed different percentages of dissolution as a function of the different concentrations of HPMC (NF1 = 13.2%, NF2 = 40.1%, NF3 = 72.5% and NF4 = 91.5%). The NF4 formulation, with a lower concentration of HPMC, was chosen for the ACB studies as a function of ED% results (54,3%) and because of the behavior of a sustained release formulation. In relation to the in vitro ACB results, the NF4 formulation (10% HPMC) showed an increase in magnetic area independently of the pH of the medium, suggesting that the HPMC hydration / swelling is independent of pH. In relation to intestinal transit evaluation (in vivo study) the following data were obtained: Mean Time of Gastric Residency (TTR) - 89 minutes; Mean Time of Orocecal Transit (OCTT) - 313 minutes and Mean Time of lntestinal Transit (TTI) - 224 minutes. ACB data in vivo showed that the increase in magnetic area reached a plateau in about 80 minutes after administration of the NF4 formulation. Comparison of in vitro ACB and ACB data in vivo, related to gastrointestinal transit, indicates that the NF4 formulation, after showing the swelling apex, was able to maintain its permanent structure throughout the GI tract, thus favoring the modulated release of the drug. The obtained results demonstrated that the developed formulation was efficient to evaluate and characterize the transit in the GI tract by means of the ACB technique and allowed a prediction of the behavior of the drug in relation to the solubility in each portion of the GI tract, thus providing a suitable tool for evaluation of the GI tract transit and the development of sustained release formulation.

A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) desempenha um papel de grande importância no cenário socioeconômico brasileiro, e representa 42% da matriz energética renovável do país. A expansão da área de cultivo da cana-de-açúcar para solos marginais e a necessidade de manutenção da alta produtividade dessa cultura tem levado à maior aplicação de fertilizantes a base de nitrogênio (N). Tal fato aliado à baixa responsividade da cana-de-açúcar a fertilizantes nitrogenados acarreta altos custos econômicos e ambientais. O amônio é a fonte preferencial de N para essa gramínea, sendo que pouco se conhece sobre a funcionalidade dos transportadores de NH4+ pertencentes à família gênica AMT (AMMONIUM TRANSPORTER). Neste contexto, é relevante esclarecer os mecanismos que influenciam na eficiência do uso de N (NUE), visando reduzir o impacto econômico e ambiental da aplicação dos fertilizantes nitrogenados nos sistemas agrícolas. Dessa forma, esse trabalho teve como objetivo a caracterização molecular e funcional de membros da subfamília AMT2 de cana-de-açúcar através de expressão heteróloga em mutantes de Saccharomyces cerevisiae (cepa 31019b) e Arabidopsis thaliana (qko), defectivos no transporte de amônio. As sequências gênicas e promotoras de ScAMT2;1 e ScAMT3;3A foram identificadas em biblioteca de BAC (bacterial artificial chromosome) de cana-de-açúcar (cultivar \'R570\'). Análises de expressão gênica de ScAMT2;1 e ScAMT3;3A em cana-de-açúcar demonstraram uma expressão preferencial em raízes e em folhas maduras, respectivamente, e que estes genes são regulados de maneira distinta entre si e entre os órgãos, de acordo com o desenvolvimento e com o status de N da planta. A complementação de levedura com os AMT2 de cana-de-açúcar demonstrou que estes genes restauram o crescimento do mutante, sendo que ScAMT2;1 permite maior absorção de amônio; porém o experimento não indicou sensibilidade dessas proteínas ao metilamônio (análogo tóxico ao amônio). Experimentos de localização da expressão órgão/tecido específico em arabidopsis selvagem \'Col-0\', utilizando os promotores de ScAMT2;1 ou ScAMT3;3A fusionados a GUS ou GFP, demonstraram que esses AMTs são preferencialmente expressos na região da endoderme/periciclo e vascular das células das raízes e região vascular da parte aérea, sendo regulados pela disponibilidade e fonte de N. Plantas de arabidopsis qko superexpressando ScAMT2;1, ScAMT3;3A ou transformadas com ScAMT2;1 dirigido por seu promotor endógeno, crescidas in vitro com amônio como fonte exclusiva de N, apresentaram um aumento significativo na produção de biomassa em relação a qko não transformada, principalmente para ScAMT2;1, indicando que essas proteínas são capazes de transportar amônio e complementar o mutante. Dados de influxo e acúmulo de 15N-amônio in vivo em raízes e parte aérea de plantas qko superexpressando ScAMT2;1 ou ScAMT3;3A demonstraram que ScAMT2;1 atua na absorção de amônio pelas raízes e provavelmente do carregamento do xilema, enquanto ScAMT3;3A está possivelmente envolvida na remobilização de amônio na parte aérea, podendo atuar aditivamente na absorção de NH4+ em raízes sob alto amônio. Esses resultados indicam que os transportadores ScAMT2;1 e ScAMT3;3A de cana-de-açúcar são funcionais, atuando com propriedades e funções distintas no transporte de amônio nessa gramínea e de acordo com a disponibilidade de N. / Sugarcane (Saccharum spp.) plays a major role in the Brazilian socio-economic scenario, and represents 42% of renewable energy sources in the country. The expansion of sugarcane cultivation to marginal lands and the requirement to maintain high yields have led to increased application of nitrogen (N) fertilizer. This fact, coupled with the low response of sugarcane to N fertilization, entails high economic and environmental costs. Ammonium is the preferred source of N by this grass; however, little is known about the functionality of NH4+ transporters belonging to the AMT gene family (AMMONIUM TRANSPORTER). In this context, it is important to clarify the mechanisms that affect the nitrogen use efficiency (NUE) in order to reduce the economic and environmental impact of the application of N fertilizers in agricultural systems. Therefore, this study aimed to conduct the molecular and functional characterization of members of the AMT2 subfamily from sugarcane by heterologous expression in mutants of Saccharomyces cerevisiae (strain 31019b) and Arabidopsis thaliana (qko), both defective in ammonium transport. Gene and regulatory region sequences of ScAMT2;1 and ScAMT3;3A were identified in a bacterial artificial chromosome (BAC) library of sugarcane (cultivar \'R570\'). Expression analysis of ScAMT2;1 and ScAMT3;3A in sugarcane showed a preferential expression in roots and mature leaves, respectively, and indicated a distinct expression pattern between genes and organs according to the ontogeny and the N status of the plant. The yeast complementation with AMT2 of sugarcane demonstrated that these genes restore the mutant growth, with ScAMT2;1 enabling higher ammonium absorption; however, the experiment did not indicate sensitivity to methylammonium (toxic ammonium analog). Arabidopsis wild type \'Col-0\' transformed with the promoter region of ScAMT2;1 or ScAMT3;3A directing the expression of GUS or GFP, demonstrated preferential expression in the endodermis/pericycle regions of roots and vascular region in shoots, being regulated by the availability and source of N. Arabidopsis qko overexpressing ScAMT2;1, ScAMT3;3A or transformed with ScAMT2;1 driven by its endogenous promoter, grown in vitro with ammonium as the sole source of nitrogen, showed a significant increase in biomass production compared to untransformed qko, especially for ScAMT2;1, indicating that these proteins are capable of transporting ammonium and complementing the mutant. Data of 15N-ammonium influx and accumulation in vivo in roots and shoots of qko plants overexpressing ScAMT2;1 or ScAMT3;3A showed that ScAMT2;1 acts in ammonium uptake by roots and probably in the xylem loading, while ScAMT3;3A is possibly involved in ammonium remobilization in shoots, and may act additively in the absorption of NH4+ in roots under high ammonium. These results indicate that ScAMT2;1 and ScAMT3;3A from sugarcane are functional, working with distinct properties and functions in ammonium transport according to the availability of N

A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) desempenha um papel de grande importância no cenário socioeconômico brasileiro, e representa 42% da matriz energética renovável do país. A expansão da área de cultivo da cana-de-açúcar para solos marginais e a necessidade de manutenção da alta produtividade dessa cultura tem levado à maior aplicação de fertilizantes a base de nitrogênio (N). Tal fato aliado à baixa responsividade da cana-de-açúcar a fertilizantes nitrogenados acarreta altos custos econômicos e ambientais. O amônio é a fonte preferencial de N para essa gramínea, sendo que pouco se conhece sobre a funcionalidade dos transportadores de NH4+ pertencentes à família gênica AMT (AMMONIUM TRANSPORTER). Neste contexto, é relevante esclarecer os mecanismos que influenciam na eficiência do uso de N (NUE), visando reduzir o impacto econômico e ambiental da aplicação dos fertilizantes nitrogenados nos sistemas agrícolas. Dessa forma, esse trabalho teve como objetivo a caracterização molecular e funcional de membros da subfamília AMT2 de cana-de-açúcar através de expressão heteróloga em mutantes de Saccharomyces cerevisiae (cepa 31019b) e Arabidopsis thaliana (qko), defectivos no transporte de amônio. As sequências gênicas e promotoras de ScAMT2;1 e ScAMT3;3A foram identificadas em biblioteca de BAC (bacterial artificial chromosome) de cana-de-açúcar (cultivar \'R570\'). Análises de expressão gênica de ScAMT2;1 e ScAMT3;3A em cana-de-açúcar demonstraram uma expressão preferencial em raízes e em folhas maduras, respectivamente, e que estes genes são regulados de maneira distinta entre si e entre os órgãos, de acordo com o desenvolvimento e com o status de N da planta. A complementação de levedura com os AMT2 de cana-de-açúcar demonstrou que estes genes restauram o crescimento do mutante, sendo que ScAMT2;1 permite maior absorção de amônio; porém o experimento não indicou sensibilidade dessas proteínas ao metilamônio (análogo tóxico ao amônio). Experimentos de localização da expressão órgão/tecido específico em arabidopsis selvagem \'Col-0\', utilizando os promotores de ScAMT2;1 ou ScAMT3;3A fusionados a GUS ou GFP, demonstraram que esses AMTs são preferencialmente expressos na região da endoderme/periciclo e vascular das células das raízes e região vascular da parte aérea, sendo regulados pela disponibilidade e fonte de N. Plantas de arabidopsis qko superexpressando ScAMT2;1, ScAMT3;3A ou transformadas com ScAMT2;1 dirigido por seu promotor endógeno, crescidas in vitro com amônio como fonte exclusiva de N, apresentaram um aumento significativo na produção de biomassa em relação a qko não transformada, principalmente para ScAMT2;1, indicando que essas proteínas são capazes de transportar amônio e complementar o mutante. Dados de influxo e acúmulo de 15N-amônio in vivo em raízes e parte aérea de plantas qko superexpressando ScAMT2;1 ou ScAMT3;3A demonstraram que ScAMT2;1 atua na absorção de amônio pelas raízes e provavelmente do carregamento do xilema, enquanto ScAMT3;3A está possivelmente envolvida na remobilização de amônio na parte aérea, podendo atuar aditivamente na absorção de NH4+ em raízes sob alto amônio. Esses resultados indicam que os transportadores ScAMT2;1 e ScAMT3;3A de cana-de-açúcar são funcionais, atuando com propriedades e funções distintas no transporte de amônio nessa gramínea e de acordo com a disponibilidade de N. / Sugarcane (Saccharum spp.) plays a major role in the Brazilian socio-economic scenario, and represents 42% of renewable energy sources in the country. The expansion of sugarcane cultivation to marginal lands and the requirement to maintain high yields have led to increased application of nitrogen (N) fertilizer. This fact, coupled with the low response of sugarcane to N fertilization, entails high economic and environmental costs. Ammonium is the preferred source of N by this grass; however, little is known about the functionality of NH4+ transporters belonging to the AMT gene family (AMMONIUM TRANSPORTER). In this context, it is important to clarify the mechanisms that affect the nitrogen use efficiency (NUE) in order to reduce the economic and environmental impact of the application of N fertilizers in agricultural systems. Therefore, this study aimed to conduct the molecular and functional characterization of members of the AMT2 subfamily from sugarcane by heterologous expression in mutants of Saccharomyces cerevisiae (strain 31019b) and Arabidopsis thaliana (qko), both defective in ammonium transport. Gene and regulatory region sequences of ScAMT2;1 and ScAMT3;3A were identified in a bacterial artificial chromosome (BAC) library of sugarcane (cultivar \'R570\'). Expression analysis of ScAMT2;1 and ScAMT3;3A in sugarcane showed a preferential expression in roots and mature leaves, respectively, and indicated a distinct expression pattern between genes and organs according to the ontogeny and the N status of the plant. The yeast complementation with AMT2 of sugarcane demonstrated that these genes restore the mutant growth, with ScAMT2;1 enabling higher ammonium absorption; however, the experiment did not indicate sensitivity to methylammonium (toxic ammonium analog). Arabidopsis wild type \'Col-0\' transformed with the promoter region of ScAMT2;1 or ScAMT3;3A directing the expression of GUS or GFP, demonstrated preferential expression in the endodermis/pericycle regions of roots and vascular region in shoots, being regulated by the availability and source of N. Arabidopsis qko overexpressing ScAMT2;1, ScAMT3;3A or transformed with ScAMT2;1 driven by its endogenous promoter, grown in vitro with ammonium as the sole source of nitrogen, showed a significant increase in biomass production compared to untransformed qko, especially for ScAMT2;1, indicating that these proteins are capable of transporting ammonium and complementing the mutant. Data of 15N-ammonium influx and accumulation in vivo in roots and shoots of qko plants overexpressing ScAMT2;1 or ScAMT3;3A showed that ScAMT2;1 acts in ammonium uptake by roots and probably in the xylem loading, while ScAMT3;3A is possibly involved in ammonium remobilization in shoots, and may act additively in the absorption of NH4+ in roots under high ammonium. These results indicate that ScAMT2;1 and ScAMT3;3A from sugarcane are functional, working with distinct properties and functions in ammonium transport according to the availability of N