Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2016-09-20T16:47:37Z No. of bitstreams: 1 2016_LorenaCardosoCintra.pdf: 15762332 bytes, checksum: de12e23f747150193dbbfe502dc41117 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-12-01T12:27:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_LorenaCardosoCintra.pdf: 15762332 bytes, checksum: de12e23f747150193dbbfe502dc41117 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-01T12:27:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_LorenaCardosoCintra.pdf: 15762332 bytes, checksum: de12e23f747150193dbbfe502dc41117 (MD5) / A lignocelulose é o principal componente da biomassa vegetal, sendo constituída por celulose, hemicelulose e lignina. A xilana é o principal componente da hemicelulose e para a sua completa degradação é necessário a ação cooperativa de um sistema composto por várias enzimas, incluindo endo-xilanases (XYN), β-xilosidases (XYL) e α-L-arabinofuranosidases (ABF). No presente trabalho, foi realizada a produção de hemicelulases recombinantes e a aplicação na hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar (BCA) pré-tratado por explosão a vapor. As primeiras enzimas produzidas foram duas XYLs do fungo Humicola grisea var. thermoidea, sendo esse o primeiro trabalho a reportar a caracterização de genes de XYLs de H. grisea, bem como, a sua expressão heteróloga e caracterização bioquímica. Os dois genes, hxylA e hxylB, foram identificados a partir do genoma de H. grisea, um com 984 pb e outro com 1617 pb, respectivamente. Nenhum íntron e peptídio sinal foi encontrado e o domínio catalítico de GH43 estava presente em ambas. Os cDNAs correspondente as duas enzimas foram utilizados para a transformar duas linhagens de Pichia pastoris, GS115 e SMD1168. Uma otimização da produção da enzima denominada HXYLA foi realizada por meio de planejamento experimental 23. A influência da densidade celular inicial, concentração de metanol e fonte de nitrogênio foi avaliada e o parâmetro mais significativo para a produção foi a concentração de metanol. A enzima HXYLA purificada foi utilizada para a realização da caracterização enzimática quanto ao pH e temperatura ótimos (7,0 e 50 °C), efeito de íons e reagentes químicos na atividade de HXYLA, substrato específico e parâmetros cinéticos. A enzima HXYLA apresentou atividade de β- xilosidase e α-L-arabinofuranosidase, sendo uma enzima bifuncional e altamente tolerante a xilose, com elevado valor de Ki (350 mM). Além das β-xilosidases, foi produzida e purificada uma endoxilanase (HXYN2) recombinante de H. grisea a partir de um clone de P. pastoris obtido pelo grupo de pesquisa do laboratório de Biotecnologia de Fungos (LBF/UFG). Além dessas hemicelulases, uma α- L-arabinofuranosidase (ABF3) de Penicillium purpurogenum teve seu cDNA introduzido em P. pastoris e a enzima foi produzida com sucesso. Após a produção hetoróloga das enzimas, foi utilizado um planejamento experimental 23 para avaliar a melhor formulação contendo as três hemicelulases recombinantes (HXYN2, ABF3 e HXYLA) para a hidrólise do BCA pré-tratado por explosão a vapor, sendo possível estabelecer uma mistura capaz de realizar a conversão da fração residual de xilana em xilose, sendo a bioconversão eficiente da fração de xilana do BCA uma etapa imprescindível para o aproveitamento da xilose. A melhor formulação contendo as três hemicelulases recombinantes foi obtido com a menor concentração de ABF3, sendo que essa enzima foi a que exerceu efeito mais significativo durante a hidrólise do BCA. Além disso, o coquetel contendo as hemicelulases recombinantes foi utilizado para suplementar uma mistura de celulases comerciais aumentando significativamente a liberação de glicose a partir do BCA, o que mostrou a capacidade das hemicelulases de melhorar a digestibilidade de celulose e tornar o processo de hidrólise mais eficiente. Nossos resultados mostram o potencial de atividades acessórias para aumentar a hidrólise enzimática, tais como XYNs, ABFs e XYLs, que estão ausentes ou presentes em pequenas proporções nas celulases comerciais. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Lignocellulose is the main component of plant biomass, which consists of cellulose, hemicellulose and lignin. Xylan is the main component of hemicellulose and for its complete degradation is required cooperative action of a system consisting of several enzymes including endo-xylanases (XYN), β- xylosidases (XYL) and α-L-arabinofuranosidases (ABF). In the present work, the production of recombinant hemicellulases and its application in the hydrolysis of sugarcane bagasse (SCB) pretreated by steam explosion was performed. The first enzymes produced were two XYLs from Humicola grisea var thermoidea and this was the first study to report the genes characterization of XYLs from H. grisea, as well its heterologous expression and biochemical characterization. The two genes, hxylA and hxylB, were identified from the H. grisea genome, with 984 bp and 1617 bp, respectively. No intron and signal peptide were found and the GH43 catalytic domain was present in both. The cDNAs of both enzymes were used to transform two strains of Pichia pastoris, GS115 and SMD1168. A production optimization of enzyme denominated HXYLA was performed by a 23 factorial design. The influence of the initial cell density, methanol concentration and nitrogen source was assessed and the most significant parameter for the HXYLA production was methanol concentration. The purified enzyme was used to carry out the enzymatic characterization as optimal pH and temperature (7.0 and 50 °C), effect of ions and chemical reagents in HXYLA activity, substrate specific and kinetic parameters. HXYLA is a bifunctional enzyme, displaying β-xylosidases and α-Larabinofuranosidases activity, also that enzyme was highly tolerant xylose with high Ki value (350 mM). In addition to β-xylosidases, a recombinant endo-xylanase (HXYN2) from H. grisea was produced and purifield from a P. pastoris clone obtained by the research group from Fungal Biotechnology Laboratory (LBF/UFG). It was also produced one α-L-arabinofuranosidases (ABF3) from Penicillium purpurogenum which had its cDNA introduced in P. pastoris and the enzyme has been successfully produced. After the production of these enzymes, a 23 factorial design was used to evaluate the best formulation containing the three recombinant hemicellulases (HXYN2, ABF3 and HXYLA) for the SCB pretreated by steam explosion hydrolysis. It was possible to formulate a mixture capable to performing the conversion of the xylan fraction in the xylose, being efficient bioconversion of SCB xylan fraction an essential step for the utilization of xylose. The best formulation containing these three recombinant hemicellulases was obtained with the lowest concentration of ABF3, and it had most significant effect exerted during SCB hydrolysis. Also, the cocktail containing recombinant hemicellulases was used to supplement a mixture of commercial cellulase and it showed significantly increasing the release of glucose from the SCB hydrolysis, which showed the ability of hemicellulases to improve the digestibility of cellulose and make the hydrolysis process more efficient. Our results showed the potential for auxiliary activities to increase the enzymatic hydrolysis, such as XYNs, ABFs and XYLs who are absent or present in small amounts in comercial cellulases.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-04T20:38:18Z No. of bitstreams: 1 2018_CaiodeOliveiraGorgulhoSilva.pdf: 18401329 bytes, checksum: a01cc2900007973ba7a6ad8f8130ca03 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-09T17:38:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_CaiodeOliveiraGorgulhoSilva.pdf: 18401329 bytes, checksum: a01cc2900007973ba7a6ad8f8130ca03 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-09T17:38:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_CaiodeOliveiraGorgulhoSilva.pdf: 18401329 bytes, checksum: a01cc2900007973ba7a6ad8f8130ca03 (MD5) Previous issue date: 2018-07-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF). / Este trabalho teve como objetivo investigar a utilização das frações líquida (licor) e sólida obtidas a partir de tratamento hidrotérmico do bagaço de cana-de-açúcar (BCA) como fontes de carbono para a produção de holocelulases pelo fungo Aspergillus niger DCFS11. Numa primeira etapa, as condições do tratamento hidrotérmico foram investigadas por meio de análise fatorial visando a utilização dos licores resultantes como substratos para indução de hemicelulases. O tratamento de baixa severidade e utilizando baixa concentração de sólidos (170°C, 30 min, 1 % m/m BCA) foi selecionado como condição ótima devido à alta e rápida indução de xilanases pelo licor resultante. Uma variedade de mono e oligossacarídeos responsáveis pela indução de hemicelulases foi identificada nos licores por métodos analíticos (cromatografia líquida e espectrometria de massas). Numa segunda etapa, secretomas de A. niger cultivado na presença de bagaço in natura (BNT), bagaço tratado (BPT), licor (LIC) e bagaço tratado + licor (BPT+LIC) foram comparados por análise bioquímica e proteômica quantitativa. Os secretomas produzidos nas condições BPT, LIC e BPT+LIC mostraram-se superiores em termos de atividades de holocelulases, termoestabilidade e eficiência na sacarificação enzimática de BCA, além de apresentarem maior abundância de dezenas de celulases, hemicelulases e pectinases em relação ao secretoma produzido na condição BNT. Este trabalho demonstrou o potencial do tratamento hidrotérmico do BCA como ferramenta para aumentar a produção de holocelulases por A. niger, uma vez que gerou substratos menos recalcitrantes para crescimento microbiano na forma de carboidratos solúveis (licor) ou polissacarídeos mais acessíveis nos sólidos tratados. / The goal of this work was to investigate the use of the liquid (liquor) and solid fractions arising from hydrothermal pretreatment of sugarcane bagasse (SCB) as a carbon source for the production of holocellulases by Aspergillus niger. Initially, hydrothermal pretreatment parameters were investigated by factorial design aiming the use of preteatment liquors as a substrate for hemicellulase induction. Pretreatment of low severity and low SCB loading (170 °C, 30 min, 1 % w/w SCB) was selected as the optimum condition due to the high and fast xylanase induction promoted by the resulting liquor. Several mono and oligosaccharides responsible for hemicellulase induction were identified in liquors by analytical methods (liquid chromatography and mass spectrometry). Thereafter, secretomes of A. niger cultivated in the presence of untreated SCB (BNT), pretreated bagasse (BPT), liquor (LIC) and pretreated bagasse + liquor (BPT+LIC) were compared by biochemical and quantitative proteomic analyses. Secretomes produced under conditions BPT, LIC and BPT+LIC were superior to BNT in terms of holocellulase activities, thermostability, efficiency in enzymatic saccharification of SCB. They also provided a greater abundance of dozens of cellulases, hemicellulases and pectinases in comparison to the secretome produced in the presence of BNT. This work demonstrated the potential of hydrothermal treatment of SCB as a tool to increase the production of holocellulases by A. niger, since it generated less recalcitrant substrates for microbial growth in the form of soluble carbohydrates (liquor) or more accessible polysaccharides in pretreated solids.

Orientador: Raimundo Leite Cruz / Banca: Antonio Evaldo Klar / Banca: Ailto Antonio Casagrande / Resumo: Este trabalho teve como o objetivo, verificar o efeito da freqüência da irrigação subsuperficial por gotejamento no desenvolvimento inicial da cana-de-açúcar. Os tubos gotejadores foram instalados sob a linha da cultura, a uma profundidade de 0,3 m. A cana-de-açúcar foi plantada no dia 03/03/2000 e a partir de 01/04/2000 iniciaram os tratamentos nas parcelas irrigadas. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro tratamentos, e quatro repetições, definidos por regimes de freqüência da irrigação. O sistema de irrigação era acionado quando a evapotranspiração da cultura atingisse 10 mm, 20 mm, e 30 mm, para os tratamentos 1, 2, e 3 respectivamente. O tratamento 4 foi definido como testemunha (não irrigado). A colheita foi realizada no dia 05/12/2000 e através da avaliação de produção de massa fresca, diâmetro e comprimento do colmo, e produção de massa seca, observou-se que não houve diferença estatística entre os diferentes regimes de freqüência de irrigação. Todavia, quando comparado com a testemunha, as irrigações proporcionaram um aumento médio maior que 45 % na produção de massa fresca e seca final dos colmos. / Abstract: The aim of this study was to verify subsurface drip irrigation effects on sugarcane initial growth. Drip lines were installed under crop lines at 0,3 m depth. Sugarcane was planted in 03/03/2000, and the drip irrigation treatments began on 04/01/2000. The experimental design was entirely randomized, with four treatments and four replications, related to irrigation frequency. Irrigation system was turned on when crop evapotranspiration reached 10, 20 and 30 mm for the treatments 1, 2 e 3, respectively. Treatment 4 was the control (without irrigation). Harvest was carried out on 12/05/2000, and fresh and dry weight, stem diameter and length were evaluated; it was observed no statistical differences among irrigation frequencies, although irrigation increased fresh and dried yield over 45% when compared to the control treatment. / Mestre

Orientador: Pedro Luís da Costa Aguiar Alves / Banca: Marcos Antonio Kuva / Banca: Mariluce Pascoina Nepomuceno / Resumo: Um novo sistema de plantio de cana-de-açúcar, utilizando mudas-pré-brotadas (MPB) em substituição aos fragmentos de colmos de cana fundamenta a hipótese deste trabalho de que poderá haver intoxicação nas mudas pelos herbicidas que são aplicados em pré emergência da cultura no sistema tradicional. Portanto, objetivou-se neste estudo verificar a seletividade de tratamentos de herbicidas aplicados em pré-plantio da MPB de cana-de-açúcar. Foi realizado um experimento a campo, no delineamento em blocos casualizados, utilizando sete tratamentos (T1: 720 g i.a.ha-1 oxifluorfen + 600 g i.a.ha-1 sulfentrazone; T2: 720 g i.a. ha-1oxifluorfen + 2500 g i.a. ha-1 atrazina; T3: 1100 g i.a. ha-1 tebutiuron + 600 g i.a. ha-1 sulfentrazone; T4: 1920g i.a. ha-1 s-metolaclor + 600g i.a. ha-1sulfentrazone; T5: 1008 g i.a. ha-1 clomazone + 2500 g i.a. ha-1 atrazina; T6: 1080 g i.a. ha-1 clomazone + 600 g i.a. ha-1 sulfentrazone; T7: testemunha capinada) em 4 repetições, na cultivar CTC14. Após a sulcação, foi realizada a pulverização dos herbicidas e, após 24 horas, o plantio das mudas. No início do desenvolvimento das mudas todos os tratamentos com herbicida causaram fitointoxicação, mas com o crescimento e desenvolvimento das mudas os sintomas foram diminuindo, não havendo diferença de altura, diâmetro de colmos, número de folhas, eficiência quântica do FII (Fv/Fm) e matéria seca das plantas entre os tratamentos como, também, na produtividade e características tecnológicas dos colmos não houve ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: A new sugarcane planting system, using seedlings, pre-sprouted (MPB) to replace the cane stalks substantiates the hypothesis of this study that there might be intoxication the seedlings by herbicides that are sprayed in pre emergence of the crop in traditional system. Therefore, the aim of this work was to study the selectivity of herbicides treatments applied in pre-planting "MPB" sugarcane. An experiment in the field was conducted in a randomized block design, using seven treatments (T1: 720 g i.a. ha-1 oxifluorfen + 600 g i.a. ha-1 sulfentrazone; T2: 720 g i.a.ha-1 oxifluorfen + 2500 g i.a. ha-1 atrazina; T3: 1100 g i.a. ha-1 tebutiuron + 600 g i.a. ha-1 sulfentrazone; T4: 1920 g i.a. ha-1 s-metolaclor + 600 g i.a. ha-1 sulfentrazone; T5: 1008 g i.a. ha-1 clomazone + 2500 g i.a. ha-1 atrazina; T6: 1080 g i.a. ha-1 clomazone + 600 g i.a. ha-1 sulfentrazone; T7: weeded control) in 4 replications in a commercial variety, CTC14. After furrow herbicides were sprayed and 24 hours after, planting the seedlings. Early in the development of seedlings all herbicide treatments showed phytotoxicity, but with the growth and development of culture the symptoms have diminished, with no height difference, stalk diameter, number of leaves, quantum efficiency of FII (Fv / Fm) and dry matter, between the treatments and in the harvest, there was no significant difference between the average productivity and technological characteristics to the stalks. All herbicides treatments were selective when applied in pre-planting to "MPB" system / Mestre

Orientador: Dagoberto Martins / Resumo: Este trabalho teve como objetivo avaliar a seletividade de herbicidas aplicados em pré e pósemergência sobre 15 variedades de cana-de-açúcar em condição de cana-planta e cana-soca de primeiro ano. O experimento foi instalado e conduzido na Fazenda Experimental Lageado, pertencente a FCA/UNESP - Botucatu/SP. Os tratamentos em cana-planta foram: diclosulam 200 g i.a./ha aplicado em pré-emergência 6 DAP (dias após o plantio) e em pós-emergência 16 DAP (plantas com a 2 a 4 folhas), ametryne + tryfloxisulfuron-sodium a 1.682,5 + 42,6 g i.a./ha e ametryne 3.000 g i.a./ha, aplicado em pós-emergência 51 DAP (plantas com 40 cm de altura); além de uma testemunha sem aplicação de herbicidas. Para cana-soca os tratamentos testados foram: diclosulam a 200 g i.a./ha aplicado em pós-emergência, 10 dias após o corte (plantas de 3 a 5 folhas); ametryne + tryfloxisulfuron-sodium a 1.463,0 + 37,0 e 2.194,5 + 55,5 g i.a./ha, ametryne a 3.000 g i.a. /ha em pós-emergência 30 dias após o corte (plantas com 30 a 40 cm de altura), e uma testemunha sem aplicação de herbicidas. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados em parcelas subdivididas com 4 repetições, sendo as variedades disposta nas parcelas e os herbicidas nas subparcelas. As variedades utilizadas foram: RB 72 454, RB 82 5336, RB 83 5486, RB 84 5257, RB 85 5113, RB 85 5536, RB 85 5035, RB 85 5156, SP 79 2236, SP 80 1816, SP 80 1842, SP 81 3250, PO 86 1363, PO 8503 e IAC 86 1363. Utilizou-se um pulverizador costal a pressão constante de CO2 a 2 bar, com bicos de jato planto tipo "Teejet" 80.02 VS. O herbicida diclosulam, independente da época de aplicação e ciclo da cultura foi visualmente o mais seletivo para cana-de-açúcar. O herbicida ametryne proporcionou sintomas de intoxicação visuais mais elevados que os demais herbicidas, em todas as variedades e em ambos os ciclos da cultura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: This research was carried out at Fazenda Experimental Lageado - FCA/UNESP, Botucatu/SP aiming to evaluate the selectivity of different herbicides applied in pre and post-emergence to 15 sugarcane varieties growing at two distinct conditions: cane-plant and ratoon of one year old. The treatments used in cane-plant were: diclosulam at 200 g a.i./ha applied in preemergency 6 DAP (days after planting) and in post-emergency 16 DAP (sugarcane with 2-4 leaves), ametryne + tryfloxisulfuron-sodium at 1,682.5 + 42.6 g a.i./ha and ametryne at 3,000 g a.i../ha, applied in post-emergency 51 DAP (sugarcane with 40 cm tall). The treatments used in cane ratoon were: diclosulam at 200 g i.a./ha applied in post-emergency, 10 days after the harvesting (plants of 3 the 5 leaves); ametryne + tryfloxisulfuron-sodium at 1,463.0 + 37.0 and 2,194.5 + 55.5 g i.a./ha, ametryne at 3,000 g i.a./ha in post-emergency 30 days after the harvesting (plants with 30 the 40 cm tall). Untreated plots were used in both trials as check. The experimental design was in random blocks with split plots and 4 replications. The varieties were displaced in the plots and the herbicides in the subplots. It were used the varieties: RB 72 454, RB 82 5336, RB 83 5486, RB 84 5257, RB 85 5113, RB 85 5536, RB 85 5035, RB 85 5156, SP 79 2236, SP 80 1816, SP 80 1842, SP 81 3250, PO 86 1363, PO 8503 and IAC 86 1363. The herbicides treatments were applied using a backpack sprayer pressurized y CO2 at 2.0 bar. The boom was equipped with flat fan nozzle type TeeJet 80,02 VS. Diclosulam promoted minimum intoxication symptoms visually detectable, independently of the application timing and sugarcane growing stage. Ametryne provided higher visual injuries in all sugarcane varieties when compared to the others herbicides, at both growing stage. The mixture of ametryne + trifloxysulfuron-sodium provided slight visual injuries in all the tested varieties... (Complete abstract, click electronic address below). / Mestre

Orientador: Joaquim Gonçalves Machado Neto / Banca: Marcelo da Costa Ferreira / Banca: Casimiro Dias Gadanha Júnior / Resumo: Os objetivos deste trabalho foram de quantificar as exposições dérmicas e respiratórias do tratorista em aplicações de herbicidas em cultura de cana-de-açúcar, avaliando a eficiência de pontas com indução de ar, da barra central e da cabina do trator, separadamente ou combinadas, como medidas de proteção coletiva e classificar as pulverizações das 46 recomendações de herbicidas para cultura de cana-de-açúcar em seguras ou inseguras, calculando o tempo de trabalho seguro e a necessidade e controle da exposição para as condições inseguras. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso com os tratamentos distribuídos no esquema fatorial 2 x 2 x 2. O fator A foi a posição da barra no pulverizador (traseira ou central); o fator B a condição do trator (sem e com cabina); e o fator C o modelo da ponta de pulverização (TF Turbo Floodjet® - ou TTI Turbo TeeJet Air Induction®). A exposição dérmica potencial do tratorista foi reduzida em 46% com o uso da barra central, em 20% com a cabina e em 0,07% com as pontas TTI. Das 46 recomendações, 32,6% delas foram seguras com o pulverizador de barra central sem a cabina e com as pontas TF e 34,8% com as pontas TTI. Com a cabina, 36,9% foram seguras com as pontas TF e 39,1% com as pontas TTI. Com o pulverizador de barra traseira sem a cabina, 30,4% das recomendações foram seguras com as pontas TF e 28,3% com as pontas TTI. Com a cabina, 30,4% das recomendações foram seguras com as pontas TTI. A condição mais segura para o tratorista ocorreu com o pulverizador de barra central, trator com cabina e pontas TTI. A cabina do trator é eficiente como medida de proteção coletiva para o controle da exposição dérmica do tratorista em aplicações de herbicidas em cana-de-açúcar com pulverizadores de barra. / Abstract: The objectives of this work were to quantify the exposures dermal and respiratory of the tractor driver in herbicides applications in sugar-cane crop; to evaluate the efficiency of nozzles with air induction, of the central bar and of the cabin of the tractor, isolated or combined, as measures of collective safety for the tractor driver; and to classify the 46 recommendations the herbicides registered spraying for sugar-cane in safe or unsafe for the tractor driver in these work conditions. The used statistical arrangement was the completely randomized plot in the factorial outline 2 x 2 x 2. The factor A was the position of the bar in the sprayer; the factor B was the condition of the tractor; and the factor C was the model of the spraying tip (TF Turbo Floodjet® or TTI - Turbo TeeJet Air Induction®). The potential dermal exposure of the tractor driver was reduced in 46% with the use of the central bar, in 20% with the cabin and in 0,07% with the nozzles TTI, in spraying with extremely course drops. Of the 46 recommendations herbicides for sugar-cane crop, 32,6% of them were safe with the sprayer of central bar without the cabin and with the nozzle TF and 34,8% with the nozzle TTI. With the cabin, 36,9% were safe with the nozzle TF and 39,1% with the nozzle TTI. In the applications with the sprayer of back bar without the cabin, 30,4% of the recommendations were safe with the nozzle TF and 28,3% with the nozzle TTI. With the cabin, 30,4% of the recommendations were safe with the nozzle TTI. The safest condition for the tractor driver was the herbicides application with the sprayer with central bar, tractor with cabin and nozzle TTI. The cabin of the tractor is efficient as measure of collective protection for the control of the exposure dermal of the tractor driver in herbicides applications in sugar-cane with bar sprayer. / Mestre

Resumo: No presente trabalho foram desenvolvidos compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais provenientes da casca do coco verde e do bagaço de cana de açúcar. O poliestireno de alto impacto (HIPS) foi utilizado como matriz termoplástica, tendo em vista seu baixo custo e sua temperatura de processamento menor que a temperatura de degradação da fibra. Devido à falta de compatibilização química das fibras com a matriz, as fibras lignocelulósicas foram tratadas quimicamente pelos tratamentos de mercerização seguido de branqueamento com clorito de sódio. As fibras nas condições "in natura", mercerizadas e branqueadas foram caracterizadas pelas técnicas de difração de raios X, análise termogravimétrica (TGA), análise da composição química e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após a caracterização as fibras mercerizadas e branqueadas foram misturadas com o HIPS, nas proporções de 10, 20 e 30% (m/m). As misturas foram realizadas em um misturador termocinético e, em seguida, foram injetadas para a confecção de corpos de prova de tração e flexão. Os compósitos foram caracterizados pelas técnicas de análise térmica, ensaios mecânicos de tração e flexão, exposição ao intemperismo acelerado, microscopia eletrônica de varredura e microscopia óptica. Os tratamentos químicos proporcionaram a redução de alguns componentes amorfos das fibras, causando alterações na superfície das mesmas. A adição das fibras tratadas quimicamente à matriz de HIPS proporcionou aumento nos módulos elásticos em tração e em flexão dos compósitos sem alterar suas respectivas resistências mecânicas. A exposição ao intemperismo provocou a redução das propriedades mecânicas dos compósitos afetando mais intensamente as fibras naturais. Foi possível obter materiais mais rígidos e menos deformáveis, com até 30% (m/m) de fibras, que apresentaram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work we developed polymer composites reinforced with natural fibers from green coconut husks and sugar cane bagasse. High impact polystyrene was used as the thermoplastic matrix, considering its low cost and processing temperature which is below the fiber degradation temperature. Due to lack of chemical compatibility between fiber and matrix, the lignocellulosic fibers were chemically treated by mercerization followed by bleaching with sodium chlorite. The untreated, mercerized and bleached fibers were characterized by of X ray diffraction, thermogravimetric analysis (TGA), chemical composition analysis, and scanning electron microscopy (SEM). After characterization, the mercerized and bleached fibers were mixed with HIPS, in ratios of 10, 30 and 30% (w/w). The mixture was performed in a termokinetic mixer and samples prepared by injection molding. The composites were characterized by thermal analysis, tensile testing, aging by accelerated weathering exposure and scanning electron microscopy (SEM). Results showed that the chemical treatments adopted reduced the amount of some amorphous components of the fibers, causing changes in the fibers‟ surface. The addition of chemically treated fibers in the HIPS matrix increased the elastic modulus in tension and flexion of the composite without affecting their mechanical strength. Aging by exposure to weathering caused a decrease of the composites‟ mechanical properties affecting natural fiber reinforced more intensely. It was possible to obtain a more rigid and less deformable material with up to 30% fiber content which was exhibited thermal and mechanical properties viable for applications in which HIPS is used at low cost and where a high ductility is not a necessary characteristic / Orientador: Herman Jacobus Cornelis Voorwald / Coorientadora: Maria Odila Hilario Cioffi / Banca: George Jackson de Morais Rocha / Banca: Laura Hecker de Carvalho / Mestre

Resumo: Os principais componentes do feromônio sexual de Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794), a broca da cana, (Z,E)-9,11-hexadecadienal e (Z)-11-hexadecenal, foram identificados e quantificados em quatro populações do Brasil e uma população da Colômbia utilizando GC-EAD, GC-MS e GC. Três razoes distintas entre os compostos foram observadas; 9:1, 6:1 e 3:1. O componente majoritário, Z,E)-9,11-hexadecadienal, apresentou concentração que variou de 6,8 a 21,9 ng glândula-1. No caso do (Z)-11- hexadecenal, a concentração variou de 1,7 a 6,5 ng glândula-1. Vinte e cinco sequências do citocromo oxidase II de D. saccharalis foram analisadas, apresentando variação intraespecifica baixa, sendo representadas por onze haplótipos. O mais freqüente foi representado pelos espécimes dos estados brasileiros de São Paulo, Paraná e Pernambuco. Os espécimes colombianos apresentaram a maior divergência genética. Os valores de variabilidade genética entre os espécimes foram coincidentes com aqueles obtidos nas análises dos extratos do feromônio sexual. Estes resultados evidenciam uma variação na composição do feromônio e uma co-variação nos haplótipos das populações de D. saccharalis estudadas. Análises dos extratos de feromônio sexual de fêmeas de D. saccharalis obtidos de fêmeas virgens 2 ou 3 dias de idade evidenciaram a presença de quatro componentes EAD - ativos. Os componentes do eromônio sexual de D. saccharalis foram identificados via GCMS e co-injeção com padrões sintéticos. Dois novos componentes minoritários, hexadecanal e (Z)-9-hexadecenal, foram identificados. Também foram descritos neste estudo o (Z,E)- 9,11-hexadecadienal e o (Z)-11-hexadecenal. A razão apresentada entre os quatro componentes, (Z,E)-9,11-hexadecadienal, hexadecanal, (Z)-11-hexadecenal e (Z)-9- hexadecenal, foi de 17:1,4:1:1, respectivamente. Neste trabalho também foram avaliadas as expressões das proteínas ligantes de feromônio, PBP, presentes em machos e fêmeas de D. saccharalis expostos a iferentes condições de luz; fotofase contínua e fotoregime de 12h de fotofase e 12 h de escotofase. Também foi avaliado o padrão de expressão das PBPs em ambos os sexos. Os extratos de proteína total dos tecidos foram analisados empregando eletroforese em SDS-PAGE, mostrando uma separação uniforme das subunidades de proteína. A expressão da proteína imunorreativa BmoriPBP foi negativa nas pernas de ambos os sexos. Por outro lado, a expressão foi positiva nas antenas de machos e fêmeas. Os machos apresentaram duas bandas expressas com massas molares de aproximadamente 15 kDa e 18 kDa, cada uma delas. Para as fêmeas, no entanto, uma única banda foi observada, com massa molar aparente de 15 kDa. O presente estudo confirmou a independência da expressão das PBP para a D. saccharalis, em relação às condições de fotoperíodo. Finalmente, aspectos como início, duração e padrão temporal de chamamento, e número de vezes de exposição da glândula produtora de feromônio de Diatraea indigenella Dyar & Heinrich, 1927 (Lepidoptera: Crambidae) foram observados durante sete escotofases. O comportamento de chamamento ocorreu desde a emergência das fêmeas com um decréscimo no número de vezes que a glândula era exposta e na duração após a sexta escotofase. A maior porcentagem de fêmeas chamando se deu seis horas após o início da escotofase. O principal componente do feromônio sexual foi identificado a partir de extratos obtidos de fêmeas virgens utilizando GC-EAD, GC-MS e bioensaios em olfatômetro. O componente majoritário foi identificado como (Z,E)-9,11-hexadecadienal (Z9,E11-16:Ald). Foram ainda observados dois componentes minoritários ativos frente a antenas de machos. A concentração do (Z9,E11-16:Ald) variou de 2,53 to 13,7 ng glândula-1, sendo o maior valor detectado na sexta hora da escotofase. Embora os tempos de retenção dos dois compostos minoritários presentes no extrato tenham sido estimados pelas respostas observadas no EAD, as suas estruturas químicas não foram onfirmadas devido às baixas concentrações nos extratos. Bioensaios empregando olfatômetro mostraram que os extratos obtidos das glândulas e o componente majoritário atraíram 86% e 68% dos machos, respectivamente, quando testados individualmente contra hexano. Porém, uma atração significativa (77%) foi observada quando os extratos de glândula foram avaliados versus o padrão sintético do componente majoritário.

A demanda comercial de produtos derivados da cana-de-açúcar é a grande motivadora do aprimoramento genético com a finalidade de proporcionar a planta aumento no acúmulo de sucrose e/ou de resistência a ataques de herbívoros. Assim sendo, este trabalho abrange o estudo metabolomico de duas variedades transgênicas da cana-de-açúcar (Bowman-Birk-SBBI e Kunitz- SKTI) e seus respectivos controles através de duas metodologias distintas: a análise quimiométrica do perfil cromatográfico dos polifenóis existentes nas variedades transgênicas e o estudo metabolomico por ressonância magnética nuclear a fim de identificar possíveis diferenças entre as plantas transgênicas em relação aos seus respectivos controles. Nas amostras de folhas foram encontradas nove regiões cromatográficas representativas para a discriminação das variedades SBBI e SKTI. Análises de HPLC-MS/MS foram empregadas para a identificação parcial dos biomarcadores selecionados pelo método OPS, dentre eles: ácido cafeoílaquínico, ácido feruloílaquínico, shaftosídeo ou isoshafitosídeo, além de quatro substâncias parcialmente identificadas: um derivado de apigenina, um glicosídeo da tricina--O-(metoxicinamato), um derivado de flavonóide metoxilado e um derivado de catequina. Através do estudo metabolomico obteve-se uma visão geral sobre os metabólitos produzidos pelas variedades transgênicas e controles e através das análises dos espectros de RMN 1H, J-resolved, COSY 1H-1H, HMBC 13C-1H foi possível identificar a presença de ácidos orgânicos, amino-ácidos, açúcares, flavonóides e fenilpropanóides. Adicionalmente, a análise quimiométrica dos espectros de RMN 1H mostrou não haver diferença significativa entre folhas SBBI e controles e SKTI e controles. Como conclusão pôde-se sugerir que a inserção dos genes inibidores de protease na cana-de-açúcar não afeta as rotas biosintéticas da planta, mas apenas confere maior resistência contra a broca da cana-de-açúcar (Diatrea saccharilis). Entretanto diferenças significativas entre as variedades transgênicas foram encontradas: a variedade SBBI apresenta teor de açucares e fenilpropanóides mais elevados que a variedade SKTI. Conclui-se também que as alterações metabólicas encontradas neste trabalho não são provenientes dos genes inseridos na planta, mas por outro tipo de efeito sofrido nos controles das duas variedades, como por exemplo, variação somaclonal que antecedem a modificação genética. / Comercial demanding of industrial products from sugarcane plants are reponsable for researchs on genetic improvements with the aim to increase sucrose plant acumulation and/or provide resistence against herbivors. Thus, the present work covers metabolomic study of two transgenics varieties of sugarcane (Bowman-Birk-SBBI e Kunitz- SKTI) and their respectives wild (control) plants through two distinct methodologies: chemometrics analysis of polyphenols chromatography profile found into the transgenics varieties and the metabolomic study by nuclear magnetic resonance for identification of possible metabolic alterations comparing transgenics plants and their respective controls. Nine discriminants chromatography regions were detected on SBBI and SKTI leaves samples. HPLC-MS/MS analyses were performed for biomarkers identification selected by OPS method, among then: caffeoylquinic acid, feruloyl quinic acid, shaftoside or isoshaftoside, apigenin derivatives, tricin-O-(methoxycinamate)-glicosilated, methoxylated flavone and catechine derivative. A general vision about metabolites produced for transgenics and control plants could be achived through metabolomic study. Identification of organic acids, amino acids, sugars, phenylpropanoids and flavonoids were possible through 1H NMR, J-resolved, COSY 1H-1H, HMBC 13C-1H. Moreover, chemometrics analysis of the 1H NMR spectra had shown no significant differences between SBBI with wild plant and SKTI with control plants. These results suggest that the biosyntheses pathways are not affected by protease inhibitors genes introduced on sugarcane, but these genes just provides resistence against Diatrea saccharilis. However, metabolic alterations were found between the transgenic plants (SBBI and SKTI). Specially, the variety SBBI presents high levels of sugars and phenylpropanoids compared with SKTI variety. In conclusion, the metabolic variation found in the present are not due to genes introduction, but are originated by other type of effect on wild plants, such as, somaclonal variation before genetical modification.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-04-09Bitstream added on 2014-06-13T19:35:27Z : No. of bitstreams: 1 mitter_ek_me_rcla.pdf: 1516822 bytes, checksum: 3fde8b311a9cde9a2979893e0502ae2b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Com a revolução industrial ocorreu o crescimento do setor têxtil, o qual utiliza uma grande quantidade de água nos processos de tingimento e uma ampla variedade de corantes sintéticos. Uma pequena concentração destes corantes no meio ambiente já pode gerar uma poluição altamente visível e indesejável, provendo alterações nos ecossistemas aquáticos. Dentre os processos de remoção de corantes, a adsorção, biossorção e biodegradação apresentam-se como as técnicas mais vantajosas. A adsorção consiste em um processo de transferência de massa na qual se explora a capacidade de certos sólidos em concentrar determinadas substâncias existentes em soluções líquidas. A biossorção envolve interações físico-químicas entre a superfície celular de microrganismos e corantes através de difusão passiva. A biodegradação, por vez, ocorre através de enzimas produzidas por alguns microrganismos que são capazes de degradar a molécula do corante. De forma a aumentar a eficiência destes processos, a imobilização celular permite a reutilização das células imobilizadas, alta resistência mecânica permitindo que os processos metabólicos se realizem em condições dversas. Portanto, este trabalho propôs a imobilização de Saccharomyces cerevisiae em bagaço de cana ativado para promover a biossorção e biodegradação do corante Acid Black 48 (AB48) em solução aquosa. Para isso, o bagaço de cana de açúcar foi tratado com polietilenoimina (PEI), NaOH e água destilada. Concentrações de 0,25, 0,5 e 1 % de uma suspensão de Saccharomyces cerevisiae foram avaliadas para determinar as melhores taxas de imobilização celular. Uma vez estabelecida a imobilização, foram elaborados ensaios de biossorção/adsorção utilizando Saccharomyces... / Along with the industrial revolution, textile sec.tor growth is inserted. These industries use large amounts of water in dyeing processes and a wide variety of synthetic dyes. A small concentration of these dyes in the environment can generate a highly visible and undesirable pollution and also changes in aquatic ecosystems. Among dye removal processes, adsorption, biosorption and biodegradation are the most advantageous techniques. Adsorption is a mass transfer process in which exploits certain solids ability to concentrate other substances dissolved in liquid solutions. Biosorption involves physicochemical interactions between microorganism cell surface dye molecule through passive diffusion. Biodegradation occurs when enzymes produced by certain microorganisms are capable of breaking the dye molecule. In order to increase the efficiency of these processes, cell immobilization allows reuse of the immobilized cells and enables high mechanical strength in which metabolic processes can take place in adverse conditions. Therefore, this study aims the use of Saccharomyces cerevisiae immobilized in activated sugarcane bagasse to promote Acid Black 48 dye (AB48) biodegradation and biosorption in aqueous solutions. In order to achieve these results, sugarcane bagasse was treated with polyethyleneimine (PEI), NaOH and distilled water. Concentrations of 0.25, 0.5 and 1% of a Saccharomyces cerevisiae suspension were evaluated to determine best cell immobilization rates. Once the immobilization was established, biosorption/adsorption assays were developed using immobilized and free yeast cells and only treated sugarcane bagasse, after 2 hours dye contact at 30°C and at pH 2.50, 4.50 and 6 50. After discoloration rate, dye removal and adsorption capacity were determined, best results were established at pH 2.50, and... (Complete abstract click electronic access below)