Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-06-14Bitstream added on 2014-06-13T19:54:07Z : No. of bitstreams: 1 mendes_drp_me_jabo.pdf: 752950 bytes, checksum: da4434743daf49841f285c3909094a1c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Proteínas inseticidas derivadas de Bacillus thuringiensis (Bt) são os inseticidas biológicos mais amplamente utilizados. O trabalho teve por objetivo avaliação da toxicidade das proteínas de Bt, Cry1Ia e Vip3Aa, expressas em Escherichia coli BL21 (DE3), a fim de verificar a eficiência destas toxinas na mortalidade de Spodoptera frugiperda. Para tanto, empregou-se um par de iniciadores específicos para amplificar o fragmento correspondente ao gene vip3Aa completo contendo 2370 pb. O fragmento obtido foi clonado no vetor pET SUMO e transformado em células de E. coli BL21 (DE3) por choque térmico. A expressão das proteínas Vip3Aa e Cry1Ia previamente clonado, foi induzida por tiogalactopiranosídeo de isopropila (IPTG), e as proteínas recombinantes com peso molecular de, aproximadamente, 100 e 81 KDa respectivamente, foram detectadas por SDS-PAGE e Western Blot. Para avaliação da toxicidade os bioensaios foram realizados com as lagartas de primeiro instar que foram alimentadas com dietas artificiais contendo, na superfície, cinco diferentes concentrações da toxina Cry1Ia e cinco diferentes concentrações da toxina Vip3Aa recombinante. Os bioensaios foram estabelecidos em delineamento inteiramente casualizado, com 16 lagartas por repetição, totalizando 4 repetições por tratamento. A quantificação de lagartas mortas pela ação do B. thuringiensis, foi determinada pela CL50. Os resultados demonstraram a eficiência do sistema bacteriano na expressão das proteínas Vip3Aa e Cry1Ia de B. thuringiensis, resultando em toxinas recombinantes com elevada toxicidade frente às lagartas de S. frugiperda, o que sugere o uso destes genes na obtenção de plantas transgênicas, únicas ou piramidada, resistentes a esta praga / Insecticidal proteins derived from Bacillus thuringiensis (Bt) are the most widely used biological insecticides. The study aimed to evaluate the toxicity of Bt proteins, Cry1Ia Vip3Aa and expressed in Escherichia coli BL21 (DE3) to verify the efficiency of these toxins on the mortality of Spodoptera frugiperda. For this we used a pair of specific primers to amplify the fragment corresponding to the gene vip3Aa complete containing 2370 bp. The fragment was cloned into pET SUMO vector and transformed into cells of E. coli BL21 (DE3) by heat shock. The expression of proteins Vip3Aa and Cry1Ia previously cloned, was induced by isopropyl tiogalactopiranosídeo (IPTG), and the recombinant proteins with a molecular weight of approximately 100 and 81 kDa respectively, were detected by SDS-PAGE and Western blot. To evaluate the toxicity bioassays were performed with first instar caterpillars that were fed diets containing artificial, in surface, whit five different toxin concentrations of Cry1Ia and five different concentrations of recombinant toxin Vip3Aa. Bioassays were established in a randomized design, with 16 larvae per repetition, totaling four replicates per treatment. The quantification caterpillar dead by the action of B. thuringiensis, was determined by LC50. The results demonstrated the efficiency of the bacterial system in protein expression Vip3Aa Cry1Ia of B. thuringiensis toxins, resulting in recombinants with high toxicity against the larvae of S. frugiperda, suggesting the use of these genes in the production of transgenic plants, single or pyramided resistant to this pest

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-01-14Bitstream added on 2014-06-13T20:59:21Z : No. of bitstreams: 1 pilon_ac_me_araiq.pdf: 768972 bytes, checksum: d0679df3c0e294a23794ae46d2fea361 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / No presente trabalho foram detectados e analisados os metabólitos secundários majoritários das espécies Jatropha multifida L. e J. gossypifolia L., fazendo uso de ferramentas quimiométricas de vanguarda, visando a otimização do processo de extração para, posteriormente, obter cromatogramas de fingerprint através da técnica acoplada CLAE-UV/DAD. Para a espécie J. gossypifolia L. a mistura 1 : 1 clorofórmio : isopropanol apresentou a melhor condição de extração enquanto para J. multifida L. a composição 2/3 : 1/6 : 1/6 de etanol : acetona : 1,4-dioxano foi a que obteve a melhor resposta. Os cromatogramas de fingerprint foram realizados fazendo uso de uma coluna monolítica C-18 (5 µm), como fase estacionária, enquanto a fase móvel para análise da espécie J. gossypifolia L. foi composta por água e uma mistura de solventes orgânicos, MeOH : ACN, na proporção (68 : 32), em gradiente exploratório de 5-100% de fase orgânica. Para a espécie J. gossypifolia L., as condições otimizadas foram: temperatura de coluna de 30 °C, fluxo em 2,0 mL·min-1 e o volume de injeção de 30 µL. Para J. multifida L. a fase móvel foi composta por água e uma mistura MeOH : ACN 1 : 1 em gradiente exploratório 5-100% de fase orgânica. A temperatura de coluna de 40 °C, o fluxo de 2,5 mL·min-1 e o volume de injeção foi de 30 µL. Foram realizados bioensaios in vitro, tais como a redução do reagente DPPH (ação antioxidante), inibição da polimerização da hematina bovina (ação antimalárica), inibição enzimática de acetilcolinesterase (doença de Alzheimer) e o ensaio da inibição do crescimento de fungos fitopatógenos. Nenhum dos extratos brutos avaliados, apresentou atividade significativa quando comparados com os padrões. Quanto à detecção dos metabólitos, a aplicação de métodos de desreplicação aos extratos permitiram a identificação de algumas classes... / The main goal of this research was to detect and analyze major secondary metabolites from Jatropha multifida L. and J. gossypifolia L. species, using state of art techniques in chemometrics aiming the optimization of the extraction process prior to the acquisition of the fingerprint chromatogram using HPLC-UV/DAD. The optimized extraction condition for Jatropha gossypifolia was the binary mixture 1:1 chloroform:isopropanol, while to Jatropha multifida L. the mixture was ternary consisting of 2/3:1/6:1/6 ethanol:acetone:1,4-dioxane. The fingerprint chromatograms were runned using an exploratory gradient consisting of 5-100% of organic solvent, using a C-18 (5 µm) column, as stationary phase, and then the mobile phase was optimized, through the use of chemometrics for each species. In the case of Jatropha gossypifolia L. the phase consisted in a mixture of 68:32 MeOH:ACN, under a column temperature of 30 oC, injection volume of 30 µL and a flow of 2.0 mL.min-1. For Jatropha multifida L. was 1:1 MeOH:ACN, under column temperature of 40 oC, flow of 2,5 mL.min-1 and an injection volume of 30 µL. Some in vitro bioassays were performed, such as, reduction of the reagent DPPH (antioxidant action), inhibition of polymerization of the haematin bovine (antimalarial), enzymatic inhibition of the acetylcholinesterase (Alzheimer’s disease) and the assay of inhibition of the growth of phytopatogenic fungi. None of the crude extracts showed significant activities when compared to the used standards. The application of dereplication methods allowed the identification of some classes of compounds, already reported for Jatropha, such as terpenoids and flavonoids. The strategy developed to performed the dereplication, used an in silico approach through the matching and analysis of the spectrometric and spectroscopic data sets obtained using NMR and HPLC-HRMS(ESI)-MS2 with databases of high... (Complete abstract click electronic access below)

Resumo: Proteínas inseticidas derivadas de Bacillus thuringiensis (Bt) são os inseticidas biológicos mais amplamente utilizados. O trabalho teve por objetivo avaliação da toxicidade das proteínas de Bt, Cry1Ia e Vip3Aa, expressas em Escherichia coli BL21 (DE3), a fim de verificar a eficiência destas toxinas na mortalidade de Spodoptera frugiperda. Para tanto, empregou-se um par de iniciadores específicos para amplificar o fragmento correspondente ao gene vip3Aa completo contendo 2370 pb. O fragmento obtido foi clonado no vetor pET SUMO e transformado em células de E. coli BL21 (DE3) por choque térmico. A expressão das proteínas Vip3Aa e Cry1Ia previamente clonado, foi induzida por tiogalactopiranosídeo de isopropila (IPTG), e as proteínas recombinantes com peso molecular de, aproximadamente, 100 e 81 KDa respectivamente, foram detectadas por SDS-PAGE e Western Blot. Para avaliação da toxicidade os bioensaios foram realizados com as lagartas de primeiro instar que foram alimentadas com dietas artificiais contendo, na superfície, cinco diferentes concentrações da toxina Cry1Ia e cinco diferentes concentrações da toxina Vip3Aa recombinante. Os bioensaios foram estabelecidos em delineamento inteiramente casualizado, com 16 lagartas por repetição, totalizando 4 repetições por tratamento. A quantificação de lagartas mortas pela ação do B. thuringiensis, foi determinada pela CL50. Os resultados demonstraram a eficiência do sistema bacteriano na expressão das proteínas Vip3Aa e Cry1Ia de B. thuringiensis, resultando em toxinas recombinantes com elevada toxicidade frente às lagartas de S. frugiperda, o que sugere o uso destes genes na obtenção de plantas transgênicas, únicas ou piramidada, resistentes a esta praga / Abstract: Insecticidal proteins derived from Bacillus thuringiensis (Bt) are the most widely used biological insecticides. The study aimed to evaluate the toxicity of Bt proteins, Cry1Ia Vip3Aa and expressed in Escherichia coli BL21 (DE3) to verify the efficiency of these toxins on the mortality of Spodoptera frugiperda. For this we used a pair of specific primers to amplify the fragment corresponding to the gene vip3Aa complete containing 2370 bp. The fragment was cloned into pET SUMO vector and transformed into cells of E. coli BL21 (DE3) by heat shock. The expression of proteins Vip3Aa and Cry1Ia previously cloned, was induced by isopropyl tiogalactopiranosídeo (IPTG), and the recombinant proteins with a molecular weight of approximately 100 and 81 kDa respectively, were detected by SDS-PAGE and Western blot. To evaluate the toxicity bioassays were performed with first instar caterpillars that were fed diets containing artificial, in surface, whit five different toxin concentrations of Cry1Ia and five different concentrations of recombinant toxin Vip3Aa. Bioassays were established in a randomized design, with 16 larvae per repetition, totaling four replicates per treatment. The quantification caterpillar dead by the action of B. thuringiensis, was determined by LC50. The results demonstrated the efficiency of the bacterial system in protein expression Vip3Aa Cry1Ia of B. thuringiensis toxins, resulting in recombinants with high toxicity against the larvae of S. frugiperda, suggesting the use of these genes in the production of transgenic plants, single or pyramided resistant to this pest / Orientador: Janete Apparecida Desidério / Coorientador: Odair Aparecido Fernandes / Banca: Cristina Lacerda Soares Petrarolha Silva / Banca: Manoel Victor Franco Lemos / Mestre

A alelopatia, na qual uma espécie causa efeitos negativos sobre outra através da liberação de substâncias químicas, é um fenômeno que pode afetar comunidades vegetais. Em alguns casos, o estabelecimento de arbustos aromáticos em formações densas, com apenas poucas espécies ocorrendo em suas proximidades, é um padrão que tem sido relacionado aos efeitos fitotóxicos dos voláteis que os mesmos liberam. Em campos dos sul do Brasil, esse padrão de estabelecimento frequentemente ocorre para as espécies arbustivas aromáticas Heterothalamus psiadioides Less e Baccharis patens Baker, indicando a possibilidade de alelopatia. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo determinar se H. psiadioides e B. patens são fitotóxicas e se isso implica em efeitos negativos sobre a comunidade vegetal na qual os arbustos ocorrem. Em ensaios em laboratório, os efeitos dos voláteis liberados diretamente das folhas frescas e secas de H. psiadioides e B. patens foram testados sobre a germinação e o crescimento das plantas-alvo alface e cebola nas quatro estações do ano. Em um estudo em campo, foram avaliadas cobertura e biomassa vegetal, número de mudas, diversidade, riqueza, e variáveis de estrutura da vegetação no entorno de ambas as espécies arbustivas e onde não havia arbustos. Nos bioensaios, os voláteis de H. psiadioides e B. patens causaram inibição na porcentagem e velocidade de germinação e redução no tamanho da raiz e da parte aérea das plantas-alvo, sendo que folhas frescas apresentaram maior fitotoxidez. Esses parâmetros foram mais afetados por H. psiadioides que por B. patens em todas as estações, e os efeitos de ambas foram menores no verão. Em relação à investigação em campo, que objetivou avaliar os efeitos da espécie muito fitotóxica H. psiadioides sobre a comunidade vegetal, não foram observadas evidências de alelopatia. Houve maior riqueza e diversidade próximo a H. psiadioides, devido à menor cobertura de gramíneas dominantes. Variáveis de estrutura da vegetação e intensidade de luz explicaram os padrões observados de forma mais conclusiva que alelopatia. Esse estudo sugere que o potencial alelopático de plantas pode ser superestimado em bioensaios e que estudos em campo são necessários para demonstrar se efeitos alelopáticos são realmente relevantes em comunidades vegetais. Ainda, o trabalho ressalta a importância de conduzir estudos mais realistas em laboratório e de utilizar controles em estudos em campo. / Allelopathy, in which a species causes negative effects on another through the release of chemical substances, is a phenomenon that may affect plant communities. In some cases, the establishment of aromatic shrubs in dense stands, with few other species occurring in their surroundings, has been related to the phytotoxic effects of volatiles released by these shrubs. In South Brazilian grasslands, this pattern of establishment often occurs for the aromatic shrub species Heterothalamus psiadioides Less and Baccharis patens Baker, indicating the possibility of allelopathy. Thus, this study aimed to determine if H. psiadioides and B. patens are phytotoxic and if this implicates in negative effects on the plant community in which the shrubs occur. In laboratory assays, the effects of the volatiles released directly from fresh and dry leaves of H. psiadioides and B. patens on germination and growth of the target plants lettuce and onion were evaluated in four seasons. A field study was carried out, in which vegetation cover and biomass, number of seedlings, diversity, richness, and variables of vegetation structure were evaluated in the surroundings of both species and where there were not shrubs. In the bioassays, H. psiadioides and B. patens volatiles inhibited the germination rate and speed of germination and reduced the root and shoot length of the target plants, with fresh leaves showing higher phytotoxicity. These parameters were more strongly affected by H. psiadioides than by B. patens in all seasons, and effects of the both shrubs were lower in summer. In relation to the field investigation that aimed to quantify the effects of the highly phytotoxic H. psiadioides on the plant community, no evidences of allelopathy were found. Richness and diversity were higher near H. psiadioides, due to lower cover of dominant grasses. Variables of vegetation structure and light intensity explained vegetation patterns more conclusively than allelopathy. This study emphasizes that the allelopathic potential of plants can be overestimated in bioassays, and that field studies are necessary to elucidate if allelopathic effects are in fact significant in plant communities. Still, the relevance of conducting more realistic laboratory studies and of using controls in field studies is highlighted.

A avaliação de sedimentos contendo de mistura complexa de substâncias contaminantes é um grande desafio, especialmente em reservatórios localizados próximos a áreas urbanas, onde existe um grande número de fontes de poluição, como é o caso do reservatório Rio Grande. Com o objetivo de proceder uma análise integrada, nós realizamos uma bateria de biotestes usando amostras de sedimento do reservatório Rio Grande e células permanentes da linhagem RTL-W1 e bactérias expostas a extrato acetônico (teste de citotoxicidade, teste de EROD, teste cometa, teste do micronúcleo e teste de flutuação de Ames) e também embriões de Danio rerio (teste de contato com o sedimento). Após a exposição dos embriões, nós retiramos o córion e realizamos medição de metais (ICP-MS) em embriões não coagulados (digestão: H2O2 e HNO3 sob radiação UV). Nós realizamos análises químicas de HPAs alvos no extrato e de dinâmica de metais, esta última avaliada como heterogeneidade temporal e remobilização para a coluna d\'água. O extrato do sedimento se mostrou citotóxico (NR50 = 10,3 mg sedimento equivalente /mL; n=4) e o sedimento se mostrou com elevado potencial tóxico para embriões de peixe (EC50 48h=12 mg sedimento/ mL; n=4). Não foram detectados metais no tecido de embriões não coagulados. Teste de EROD revelou alta atividade enzimática, com EC25 TCDD = 0,82 mg of SEQ/mL, e Bio-TEQ = 1884 pg/g (n=6). A concentração total de HPAs analisados no extrato foi de 763,6 µg/kg; apesar disso, apenas 4.64 % do Bio-TEQ pôde ser explicado pelo PAH-TEQ. O teste de flutuação de Ames e o teste cometa revelaram altos potenciais para mutageno e genotóxicos. Os metais estudados aparentemente não são a causa primária para o efeito agudo observado, assim como os HPAs analisados. Porém, nós encontramos uma alta concentração de metais no sedimento, além de uma heterogeneidade temporal de curto tempo coincidente com a passagem de uma frente fria, e uma possível remobilização de metais para a coluna d\'água, o que levanta a necessidade de um melhor entendimento da dinâmica dos metais em um ambiente aquático como o estudado (tropical e polimítico), além da necessidade de um planejamento cuidadoso de desenhos experimentais de estudos de sedimentos (considerando as escalas temporal e espacial e a massa d\'água como um todo). Análise Integrada por meio de ponderação das evidências indicou a necessidade de ações de manejo para o sedimento do reservatório Rio Grande. No entanto, deve ser realizada a caracterização do risco, no contexto de uma Análise de Risco Ecológica, antes que se decida qual ação tomar, de forma a melhor dirigir o problema. Estudos complementares devem priorizar testes com organismos com exposição crônica a amostras do sedimento do Rio Grande; PCBs e dioxinas devem ser considerados como possíveis indutores de atividade de EROD; análises químicas do sedimento devem ser expandidas e considerar outros compostos orgânicos; técnicas de fracionamento de sedimento devem ser empregadas visando o estabelecimento de causalidade em respeito aos compostos orgânicos / Assessment of complex mixture sediments is a great challenge, especially for reservoir located near urban areas where a multitude of pollution sources is present, such as Rio Grande reservoir. Aiming an integrated assessment, we performed a battery of bioassays on sediment from Rio Grande reservoir, using permanent cell line RTL-W1 and bacteria exposed sediment acetonic extracts (cytotoxicity test, EROD assay, comet assay, micronucleus assay and Ames Fluctuation test) and Danio rerio embryos (whole sediment contact). After exposure, we measured metal (ICP-MS) in dechorionated non-coagulated fish embryos (digestion: H2O2 and HNO3 under UV light radiation). PAH was also measured in extracts and metal dynamics was evaluated as temporal heterogeneity and remobilization to water column. Sediment extract was highly cytotoxic (NR50 = 10.3 mg sediment equivalent /mL; n=4) and whole sediment showed high toxic potential to fish embryos (EC50 48h=12 mg sediment/ mL; n=4). No metal could be detected in the non-coagulated fish eggs, although metals were found in high concentrations with potential to cause negative effect. EROD assay showed dioxin-like activity, with EC25 TCDD = 0.82 mg of SEQ/mL, and Bio-TEQ as high as 1884 pg/g (n=6). Sum of target PAH in sediment extract was 763.6 µg/kg; though 4.64 % of Bio- TEQ could be explained by PAH-TEQ. Ames Fluctuation test and comet assay reveled high potentials for mutageno- and genotoxicity. Studied metals appear not to be the cause of primary acute effect observed toxicity tests, nor seam target PAHs. Yet, we observed high concentration of metal in sediment, short-time temporal heterogeneity of metals coupled with front cold passage and possible remobilization into the water column, what raises the need for better understanding of metal dynamics in such aquatic environment (tropical polymithic) and careful planning for sediment sampling designs (considering temporal and spatial scales and the whole water column above the sediment). Integrated assessment through Weight-of-Evidence (WOE) approach indicates the need of management actions regarding sediment from Rio Grande reservoir. However, characterization of the risk in within an Ecological Risk Assessment (ERA) framework should precede action, in order to better address the problem. Further studies should prioritize chronic exposure of organisms to sediment samples from Rio Grande; PCBs and dioxins should be considered as possible EROD activity inducer; chemical analysis should be expanded and consider other organic chemicals; sediment fractionation technique should also be applied in order to provide insights on causality from organic compounds.

A vinhaça é um resíduo da produção de álcool após a fermentação do mosto e destilação do vinho, resultando de 10 a 15 litros para cada litro de etanol produzido. Este efluente altamente colorido é um sub-produto rico em nutrientes, principalmente materia orgânica, tendo um alto potencial poluente quando disposto no ambiente. Os fungos ligninolíticos podem ser utilizados para a remediação de poluentes, como a vinhaça, pela ação de enzimas peroxidases. Foram utilizadas em ensaios para descoloração da vinhaça três linhagens de fungos ascomicetos e cinco de basidiomicetos sendo que o basidiomiceto Pleurotus sajor-caju CCB 020 se destacou dos demais. A descoloração foi concomitante com o aumento das atividades de lacase e manganês peroxidase. Entretanto ficou evidende que a lacase é a enzima de maior importância na descoloração. P. sajor-caju é comestível tendo seus valores nutricionais determinados na literatura. A vinhaça desencadeou o processo de estresse oxidativo no fungo, fato observado através da elevação da atividade de enzimas (superóxido dismutase, catalase e glutationa redutase) associadas a mecanismos de detoxificação de espécies ativas de oxigênio. Quando comparado com crescimento em meio sintético, o cultivo submerso de P. sajor-caju em vinhaça demonstrou aumento na produção de biomassa (1,06 g 100 mL-1), e aumento na atividade das enzimas como a lacase (variando entre 400 e 450 UI L-1) alcançada entre o 9° e 10º dia e para MnP alcançada no 12° dia de cultivo (variando de 60 a 100 UI L-1), a 28ºC, com agitação constante. Nos mesmos tratamentos foram observadas reduções de: 82,76% na DQO, de 75,29% da DBO, da coloração em 99,17% e da turbidez em 99,73%, indicando a participação destas enzimas na despolimerização de compostos fenólicos e pigmentos de melanoidinas. Após 15 dias de tratamento com o fungo, foi evidenciada a redução de toxicidade da vinhaça determinada por exposição aos organismos: Pseudokirchneriella subcapitata, Daphnia magna, Daphnia similis e Hydra attenuata. Foi concluído que o uso do sistema vinhaça e P. sajor-caju pode ser aplicado em bioprocessos de remoção de cor e na degradação de compostos complexos da vinhaça, ocorrendo destoxicação e melhora em suas qualidades podendo ser indicada como água de reuso, produção de enzimas lacases e manganês peroxidase e aproveitamento de biomassa. / Vinasse is a residue resulting from the production of alcohol after pulp fermentation and distillation of the wine, ensuing from 10 to 15 liters for each liter of ethanol produced. This high colored effluent is a by-product rich in nutrients, mainly organic matter, having a high pollutant potential when disposed in the environment. Lignolytic fungi can be utilized in the remediation of pollutants, such as vinasse, by the action of peroxidases. Assays for the decolorization of vinasse by three ascomycetes fungi and five basidiomycetes were performed and consequently selecting the fungus Pleurotus sajor-caju CCB 020. The activities of manganese-dependent peroxidases (MnP) and laccases and the quantification of the decolorization after the treatment of the vinasse by P. sajor-caju were evaluated and it was observed that this fungus can be utilized to biodegrade and decolorize the vinasse at a concentration of 100% without the necessity of dilution. P. sajorcaju is an edible fungus with nutritional values determined in the literature. The vinasse trigged the process of oxidative stress in the fungus, fact observed through the elevation of the enzyme activities (superoxide dismutase, catalase and glutathione reductase) associated to mechanisms of detoxifying reactive oxygen species. When compared to the growth in synthetic medium, the tests in submerged vinasse cultivation with P. sajor-caju demonstrated a raise in the biomass production (1,06 g 100 mL-1), and in the enzyme activities such as laccase (varying from 400 to 450 U L-1) reached between the 9th and 10th day of growth and for MnP at the 12th day of cultivation (varying from 60 a 100 U L-1), indicating the participation of these enzymes in the depolymerization of phenolic compounds and melanoidins pigments. In the same treatments were observed reductions of 82,76% in COD, 75% of BOD, 99,17% in the color and 99,73% for the turbidity. After the treatment with the fungus, a reduction in the toxicity was evident through the exposition of Pseudokirchneriella subcapitata, Daphnia magna, Daphnia similis e Hydra attenuata. It was concluded that the system P.sajor caju/vinasse can be utilized as a bioprocess for color removal and degradation of complex molecules. It was observed an improvement in the characteristics and detoxification allowing it to be utilized as reused water, laccase and manganese peroxidase enzymes production and for fungal biomass production with a high nutritional value.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:33:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_patricia_braga_lovatto.pdf: 9620093 bytes, checksum: ff6cc5be1251deb78c900f3b28a40bd2 (MD5) Previous issue date: 2012-04-13 / Knowledge about the use of bioactive plants for insect management has assisted in developing methods less harmful to the environment and human health, becoming a viable and environmentally sound strategy to be incorporated into agricultural production systems family that aims to sustainability. Thus, the active principles of plants can act in crop protection by acting as repellents, attractive and / or insecticides, representing a low-cost technology and reduced environmental impact, made from the recovery and maintenance of popular knowledge. Given these assumptions the research presented here was to order, identify, classify and contextualize the use of bioactive plants, used for the management of agroecossitemas by farmers in ecological basis of the Territory South Zone of RS, combining elements of research in ethnobotany research data experimental to legitimize the use of botanicals in the management of aphids on vegetable crops. Serving up the research participant and the phenomenological approach as qualitative tools for ethnobotanical research conducted with 33 farmers in ecological basis linked to the Cooperative Ecological and ARPA South-South, it was possible to infer the empirical use of 24 different plant species for management bioactive agroecosystems. Thus, the experimental study investigated the bioactivity of aqueous extracts of five plant species with the highest number of citations for the management of aphids: Melia azedarach (Meliaceae), Tagetes minuta (Asteraceae), Peteridium aquilinum (Dennstaedtiaceae), Ruta graveolens (Rutaceae) and Urtica dioica (Urticaceae), and the species Solanum fastigiatum var. acicularium (Solanaceae) on two species of horticultural importance, Brevicoryne brassicae and Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae) under laboratory conditions. The bioassays included the evaluation of the repellent and insecticidal activity of extracts and assessment of survival, production of nymphs and instantaneous rate of population growth of insects, using as host cabbage, Brassica olareacea var. acephala. Jointly to the crude extract of fresh plant parts (30% w/v) and dried (5% w/v) dilutions were evaluated 30 and 10%, besides being distilled water and product test AGV Xispa pests. With respect to the bioactivity of the plants on aphid B. brassicae, the results showed that the repellent action of extracts prepared from fresh and dried leaves of R. graveolens, dry leaves and ripe fruits of M. azedarach, dry leaves of T. draft, leaves, flowers and twigs of U. dioica and fresh and dried leaves of P. aquilinum. The most representative insecticide was observed for extracts prepared from the dried leaves of R. graveolens, fresh and dried leaves of P. aquilinum, fresh leaves of S. fastigiatum var. acicularium and dried flowers of T. raw draft in the formulations and diluted to 30%. The reduction of survival and production of nymphs the most significant results were obtained with extracts prepared using the dried leaves of R. graveolens, dry leaves and unripe fruits of M. azedarach, dried leaves and flowers of T. draft, leaves, flowers and twigs of U. dioica, dried leaves of P. aquilinum and fresh leaves of S. fastigiatum var. acicularium. Already in bioassays on the instantaneous rate of population growth the most significant results were obtained with extracts prepared from dried leaves and flowers of T. minutes, dried leaves and unripe fruits of M. azedarach and dried leaves of P. aquilinum. Bioassays of the aphid M. persicae results pointed to the repellent action of aqueous extracts prepared from the dried leaves of the species R. and M. graveolens azedarach, in addition to those made from the leaves, flowers and twigs of the species U. dioica. The extracts prepared from dried leaves of R. graveolens dried unripe fruits of M. azedarach, dried leaves of P. aquilinum, dried flowers of T. draft and leaves, flowers and twigs of U. dioica also showed action on the biology of the aphid, significantly reducing the survival and reducing the offspring of M. persicae, confirming the results obtained with the species B. brassicae laboratory under similar conditions. The satisfactory results obtained with botanical extracts corroborate the agroecological knowledge, as well as indications of practical use of plants found within the manuals that guide the organic gardening and pointed between the techniques used by farmers in ecological basis, representing a viable alternative to preventing and control the occurrence of aphids in brassica crops. In this context, it is desirable that further investigative works are carried out with plants and their extracts in order to verify its action on the ecosystem as a whole, particularly as regards toxicity on non-target organisms, including humans, domestic animals and organisms beneficial, allow to expand the security and use of technology as a practice suited to agroecological management of crops. / O conhecimento sobre a utilização de plantas bioativas para o manejo de insetos tem auxiliado no desenvolvimento de métodos menos agressivos ao ambiente e à saúde humana, constituindo-se numa estratégia viável e ambientalmente correta para ser incorporada nos sistemas de produção agrícola familiar que almejam a sustentabilidade. Desta forma, os princípios ativos das plantas podem atuar na proteção dos cultivos agindo como repelentes, atraentes e/ou inseticidas, representando uma tecnologia de baixo custo e reduzido impacto ambiental, formulada a partir da valorização e manutenção do saber popular. Diante destes pressupostos a pesquisa ora apresentada teve como intuito, identificar, sistematizar e contextualizar a utilização de plantas bioativas, utilizadas para o manejo em agroecossitemas, por agricultores de base ecológica do Território Zona Sul do RS, conjugando elementos de investigação etnobotânica com dados da pesquisa experimental para legitimar o uso de espécies botânicas no manejo de afídeos em cultivos de hortaliças. Servindo-se da pesquisa participante e da abordagem fenomenológica como ferramentas qualitativas à investigação etnobotânica realizada com 33 agricultores de base ecológica vinculados à Cooperativa Sul Ecológica e ARPA-Sul, foi possível inferir sobre a utilização empírica de 24 diferentes espécies de plantas bioativas para o manejo de agroecossistemas. Desta forma, na pesquisa experimental foi investigada a bioatividade dos extratos aquosos das cinco espécies botânicas com maior número de citações para o manejo de afídeos: Melia azedarach (Meliaceae), Tagetes minuta (Asteraceae), Peteridium aquilinum (Dennstaedtiaceae), Ruta graveolens (Rutaceae) e Urtica dioica (Urticaceae), além da espécie Solanum fastigiatum var. acicularium (Solanaceae), sobre duas espécies de importância hortícola, Brevicoryne brassicae e Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae), em condições de laboratório. Os bioensaios incluíram a avaliação sobre a atividade repelente e inseticida dos extratos, bem como avaliação sobre a sobrevivência, produção de ninfas e taxa instantânea de crescimento populacional dos insetos, utilizando como hospedeira a couve, Brassica olareacea var. acephala. Conjuntamente ao extrato bruto das partes das plantas frescas (30% p/v) e secas (5% p/v), foram avaliadas as diluições de 30 e 10%, além das testemunhas água destilada e o produto teste AGV Xispa-praga. Com relação à bioatividade das plantas sobre o afídeo B. brassicae, os resultados apontaram para a ação repelente dos extratos elaborados a partir das folhas frescas e secas de R. graveolens, folhas e frutos maduros secos de M. azedarach, folhas secas de T. minuta, folhas, flores e ramos secos de U. dioica e folíolos frescos e secos de P. aquilinum. A ação inseticida mais representativa foi observada para os extratos elaborados a partir das folhas secas de R. graveolens, folíolos secos e frescos de P. aquilinum, folhas frescas de S. fastigiatum var. acicularium e flores secas de T. minuta nas formulações bruto e diluído a 30%. Na redução da sobrevivência e produção de ninfas os resultados mais significativos foram obtidos com os extratos elaborados através das folhas secas de R. graveolens, folhas e frutos verdes secos de M. azedarach, folhas e flores secas de T. minuta, folhas, flores e ramos secos de U. dioica, folíolos secos de P. aquilinum e folhas frescas de S. fastigiatum var. acicularium. Já nos bioensaios sobre a taxa instantânea de crescimento populacional os resultados mais significativos foram obtidos com os extratos elaborados a partir de folhas e flores secas de T. minuta, folhas e frutos verdes secos de M. azedarach e folíolos secos de P. aquilinum. Nos bioensaios sobre o afídeo M. persicae os resultados apontaram para a ação repelente dos extratos aquosos elaborados a partir das folhas secas das espécies R. graveolens e M. azedarach, além daqueles elaborados a partir das folhas, flores e ramos secos da espécie U. dioica. Os extratos elaborados a partir de folhas secas de R. graveolens, frutos verdes secos de M. azedarach, folíolos secos de P. aquilinum, flores secas de T. minuta e folhas, flores e ramos secos de U. dioica demonstraram ainda ação sobre a biologia do afídeo, diminuindo significativamente a sobrevivência e reduzindo a prole de M. persicae, corroborando com os resultados obtidos com a espécie B. brassicae em condições similares de laboratório. Os resultados satisfatórios obtidos com os extratos botânicos investigados corroboraram com o conhecimento agroecológico, bem como com as indicações de utilização prática das plantas encontradas dentro dos manuais que orientam a horticultura orgânica e apontada entre as técnicas utilizadas pelos agricultores de base ecológica, representando uma alternativa viável para prevenção e controle da ocorrência de afídeos em cultivos de brássicas. Nesse contexto, é desejável que novos trabalhos investigativos sejam realizados com as plantas e seus extratos, visando verificar a sua ação no agroecossistema como um todo, principalmente no que se refere a toxicidade sobre organismos não-alvo, incluindo seres humanos, animais domésticos e organismos benéficos, permitindo ampliar a seguridade e a utilização da técnica enquanto prática adequada ao manejo agroecológico dos cultivos.

A alelopatia, na qual uma espécie causa efeitos negativos sobre outra através da liberação de substâncias químicas, é um fenômeno que pode afetar comunidades vegetais. Em alguns casos, o estabelecimento de arbustos aromáticos em formações densas, com apenas poucas espécies ocorrendo em suas proximidades, é um padrão que tem sido relacionado aos efeitos fitotóxicos dos voláteis que os mesmos liberam. Em campos dos sul do Brasil, esse padrão de estabelecimento frequentemente ocorre para as espécies arbustivas aromáticas Heterothalamus psiadioides Less e Baccharis patens Baker, indicando a possibilidade de alelopatia. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo determinar se H. psiadioides e B. patens são fitotóxicas e se isso implica em efeitos negativos sobre a comunidade vegetal na qual os arbustos ocorrem. Em ensaios em laboratório, os efeitos dos voláteis liberados diretamente das folhas frescas e secas de H. psiadioides e B. patens foram testados sobre a germinação e o crescimento das plantas-alvo alface e cebola nas quatro estações do ano. Em um estudo em campo, foram avaliadas cobertura e biomassa vegetal, número de mudas, diversidade, riqueza, e variáveis de estrutura da vegetação no entorno de ambas as espécies arbustivas e onde não havia arbustos. Nos bioensaios, os voláteis de H. psiadioides e B. patens causaram inibição na porcentagem e velocidade de germinação e redução no tamanho da raiz e da parte aérea das plantas-alvo, sendo que folhas frescas apresentaram maior fitotoxidez. Esses parâmetros foram mais afetados por H. psiadioides que por B. patens em todas as estações, e os efeitos de ambas foram menores no verão. Em relação à investigação em campo, que objetivou avaliar os efeitos da espécie muito fitotóxica H. psiadioides sobre a comunidade vegetal, não foram observadas evidências de alelopatia. Houve maior riqueza e diversidade próximo a H. psiadioides, devido à menor cobertura de gramíneas dominantes. Variáveis de estrutura da vegetação e intensidade de luz explicaram os padrões observados de forma mais conclusiva que alelopatia. Esse estudo sugere que o potencial alelopático de plantas pode ser superestimado em bioensaios e que estudos em campo são necessários para demonstrar se efeitos alelopáticos são realmente relevantes em comunidades vegetais. Ainda, o trabalho ressalta a importância de conduzir estudos mais realistas em laboratório e de utilizar controles em estudos em campo. / Allelopathy, in which a species causes negative effects on another through the release of chemical substances, is a phenomenon that may affect plant communities. In some cases, the establishment of aromatic shrubs in dense stands, with few other species occurring in their surroundings, has been related to the phytotoxic effects of volatiles released by these shrubs. In South Brazilian grasslands, this pattern of establishment often occurs for the aromatic shrub species Heterothalamus psiadioides Less and Baccharis patens Baker, indicating the possibility of allelopathy. Thus, this study aimed to determine if H. psiadioides and B. patens are phytotoxic and if this implicates in negative effects on the plant community in which the shrubs occur. In laboratory assays, the effects of the volatiles released directly from fresh and dry leaves of H. psiadioides and B. patens on germination and growth of the target plants lettuce and onion were evaluated in four seasons. A field study was carried out, in which vegetation cover and biomass, number of seedlings, diversity, richness, and variables of vegetation structure were evaluated in the surroundings of both species and where there were not shrubs. In the bioassays, H. psiadioides and B. patens volatiles inhibited the germination rate and speed of germination and reduced the root and shoot length of the target plants, with fresh leaves showing higher phytotoxicity. These parameters were more strongly affected by H. psiadioides than by B. patens in all seasons, and effects of the both shrubs were lower in summer. In relation to the field investigation that aimed to quantify the effects of the highly phytotoxic H. psiadioides on the plant community, no evidences of allelopathy were found. Richness and diversity were higher near H. psiadioides, due to lower cover of dominant grasses. Variables of vegetation structure and light intensity explained vegetation patterns more conclusively than allelopathy. This study emphasizes that the allelopathic potential of plants can be overestimated in bioassays, and that field studies are necessary to elucidate if allelopathic effects are in fact significant in plant communities. Still, the relevance of conducting more realistic laboratory studies and of using controls in field studies is highlighted.

O Estado de São Paulo, devido a seu alto grau de industrialização, grande densidade demográfica e técnicas de produção agrícola, tem grande arte de seus mananciais impactados. As avaliações da qualidade da água são de vital importância para o manejo adequado e recuperação desses sistemas, todavia os programas atuais de monitoramento são incompletos no sentido de não permitirem uma avaliação global dos efeitos dos contaminantes sobre a biota aquática. Esses programas enfocam preferencialmente a coluna d\'água, porém é o sedimento o compartimento preferencial de armazenamento e transformações de contaminantes e nutrientes. Para que, associados a outros estudos e métodos de análise, possam ser desenvolvidas as bases metodológicas para a definição de critérios de qualidade de sedimentos, foram realizados bioensaios crônicos com amostras de sedimento de seis represas do sistema do Rio Tietê (Pedro Beicht, Rasgão, Billings, Barra Bonita, Promissão e Bariri), nos períodos de outubro e novembro de 2000 e de 2001, bem como testes para a determinação da faixa de sensibilidade de Chironomus xanthus às substâncias dicromato de potássio - K2Cr2O7 (4,82 ~ 9,41 mg/L), sulfato de zinco - ZnSO4 (1,46 ~ 13,47 mg/L), cloreto de cádmio - CdCl2 (0,34 ~ 1,11 mg/L), sulfato de cobre - CuSO4(1,13 ~ 1,77 mg/L), cloreto de potássio - KCl (2,91 ~ 3,77 g/L) e atrazina (1,43 ~ 2,72 mg/L). Os resultados dos testes com amostras ambientais indicaram maior toxicidade nos reservatórios de Rasgão e Billings e em menor grau em Barra Bonita e Bariri. / The são Paulo State, due to its high levels of industrialization, great demographic density and agricultural techniques, has most of its water resources compromised. The water quality assessments are fundamental to the appropriate management and recover of these systems, however the existing monitoring programs are incomplete and do not allow the assessment of all the effects that the contaminants can carry out in the aquatic biota. The main approach of these programs is the water column, but the sediment is the preferential compartment of contaminants and nutrient storing and alteration. Associated to other studies and analyses, this work intends to help to develop the methodological basis to define the sediment quality criteria by doing chronic bioassays with sediment samples of six reservoir of the Tietê river system (Pedro Beicht, Rasgão, Billings, Barra Bonita, Promissão e Bariri) , as well as determining the Chironomus xanthus sensibility to the substances K2Cr207 (4,82 ~ 9,41 mg/L), ZnSO4 (1,46 ~ 13,47 mg/L), CdCl2 (0,34 ~ 1,11 mg/L), CuSO4 (1,13 ~ 1,77 mg/L), KCl (2,91 ~ 3,77 g/L) and atrazine (1,43 ~ 2,72 mg/L). The environmental bioassays showed that the highest toxicity was found in Rasgão and Billings reservoirs while Barra Bonita and Bariri showed minor levels of toxic effects.

Naphthenic acids (NAs) are oil-derived mixtures of carboxylic acids and are aquatic contaminants of emerging concern. The objective of the research presented in this thesis was to investigate the toxicity of NAs in tadpoles of the frog Silurana (Xenopus) tropicalis. Using electrospray ionization high-resolution mass spectrometry (ESI-HRMS), I determined that the proportions of O2 (presumably carboxylic acid moiety) species were 98.8, 98.9 and 58.6% respectively, for two commercial extracts (S1 and S2), and acid extractable organics (AEOs) from oil sands process-affected water (OSPW). The rank order potency based on the lethal concentration fifty (LC50) and effect concentration fifty (EC50) with and without normalization for the quantity of O2 species was S1 > S2 > AEO. The main effects observed were reduced body size, edema, and cranial, cardiac, gut and ocular abnormalities. Oligonucleotide microarray technology was used to determine the transcriptomic responses in developing S. tropicalis embryos following exposure to S1 and S2 at a sub-lethal concentration of 2 mg/L. Some of the significantly enriched pathways (p < 0.05) included metabolism and cell membrane depolarization, and some were related to observed abnormalities including edema, gastrointestinal system, and cartilage differentiation. I established and validated a derivatization method for NAs using pentafluorobenzyl bromide (PFBBr) prior to gas chromatography-electron impact mass spectrometry (GC-EIMS) to increase chromatographic resolution, and sensitivity, compared to boron trifluoride-methanol (BF3/MeOH) and N-tert-Butyldimethylsilyl-N-methyltrifluoroacetamide (MTBSTFA). Solid-phase microextraction of volatiles originating from S1, S2, Merichem NAs and an AEO mixture led to the identification of 54, 56, 40 and 4 compounds, respectively. The compounds identified in the mixtures included aliphatic and cyclic hydrocarbons, carboxylic acids, alkyl-benzenes, phenols, naphthalene and alkyl-naphthalene, and decalin compounds. To determine the chemical nature of the toxic compounds in NA mixtures, the S2 and AEOs preparations were fractionated using open column chromatography. A non-polar and a polar fraction were obtained from S2. Overall, the toxicity of the polar fraction was not significantly different from whole S2 (p > 0.05). Six fractions of AEOs were obtained, however because of limited material, only the toxicities of F3 and F4 were assessed. The toxicity of F3 was significantly lower than AEOs (p < 0.05) and F4 was not toxic for S. tropicalis (p > 0.05). These results suggest that during fractionation, toxic compounds were lost or that the toxicity of AEOs results from the combined effects of the compounds present in the whole extract. The toxicological dose descriptors, morphometric, transcriptomic and chemical analysis herein presented may contribute to the development of environmental guidelines for NAs and AEOs.