Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this study was to characterize the two landrace common bean flour (in shell and shelled) and then apply one of them in partial replacement of mayonnaise in egg yolk. After obtaining the flour, it was performed performance analysis, chemical composition, pH, color, total phenolic compounds, flavonoid and antioxidant activity in vitro (DPPH and FRAP) and technological functional properties of absorbency for water and oil and emulsifying properties. The results show that the chemical composition of the landrace common bean flour (LCBF) is an important source of protein and fiber. Phenolic compounds were higher than in the LCBF in shell, and to cultivar Manteigão showed the highest reducing power by FRAP method, higher content of phenolic compounds and antioxidant capacity of the Carioca. The LCBF in shell from two cultivars showed better water absorption capacity and capacity oil absorption, indicating that can be used in food systems such as soups, bakeries, meat products which require high absorption of water and fat. As the results preliminary, the LCBF in shell Carioca was chosen flour for the preparation of mayonnaise. Mayonnaise were developed four formulations: T1 (Default) 100% egg yolk (EY); T2 75% EY and 25% LCBF; T3 50% EY and 50% LCBF; T4 25% EY and 75% LCBF. Analyses of chemical composition were held, calories, cholesterol, microbiological analysis, microscopy, rheology study, pH, Aw, color, stability and sensory analysis. The partial replacement of the EY by LCBF improved nutritional characteristics of mayonnaise, increased protein content and decreased the content of lipids and cholesterol. All samples showed non-Newtonian shear thinning behavior, yet, all samples showed the hysteresis phenomenon. The values of n were increased and K showed a decrease over storage. There was a decrease in apparent viscosity values for all the mayonnaise samples. The pH and Aw values decreased during storage, as well as the values of L * indicates a darkening of the product over the 30 days of storage. For the stability of the emulsion, treatment with a higher proportion of LCBF was less stable during storage. In sensory evaluation, the tasters did not notice difference between treatments for the color, odor, and overall appearance. In purchase intent test, T1, T2 and T3 showed the highest response rates for the score "Probably buy." The replacement of 50% of egg yolk by 50% landrace common bean flour (T3) showed up a good alternative for the production of mayonnaise, as obtained good acceptability, showed an increase in protein content, total dietary fiber and decrease the included lipids and cholesterol content of the product. / O objetivo deste estudo foi caracterizar a farinha de duas cultivares de feijão crioulo (com casca e sem casca) e posteriormente aplicar uma delas em substituição parcial da gema de ovo em maionese. Após a obtenção das farinhas, foram realizadas as análises de rendimento, composição centesimal, pH, cor, conteúdo de compostos fenólicos totais, flavonoides e atividade antioxidante in vitro (DPPH e FRAP) e as propriedades funcionais tecnológicas de capacidade de absorção de água e óleo e propriedades emulsificantes. Os resultados obtidos na composição química demonstram que as farinhas de feijão crioulo (FFC) são importantes fontes de proteínas e fibra alimentar. Os compostos fenólicos foram superiores nas FFC com casca, sendo que a cultivar Manteigão apresentou maior poder redutor pelo método FRAP, maior teor de compostos fenólicos e capacidade antioxidante que a cultivar Carioca. As FFC com casca das duas cultivares apresentaram melhores capacidade de absorção de água e capacidade de absorção de óleo, o que indica que podem ser utilizados em sistemas alimentares como sopas, panificação e produtos cárneos que requerem alta absorção de água e gordura. A FFC com casca da cultivar Carioca foi a farinha escolhida para a elaboração da maionese devido aos resultados de cor e propriedades funcionais tecnológicas. Foram desenvolvidas quatro formulações de maionese: T1 (Padrão) 100% gema de ovo (GO); T2 75% GO e 25% FFC; T3 50% GO e 50% FFC; T4 25% GO e 75% FFC. Foram realizadas análises de composição centesimal, valor calórico, colesterol, análises microbiológicas, microscopia, reologia, viscosidade, pH, atividade de água (Aw), cor, estabilidade e análise sensorial. A substituição parcial da GO por FFC aumentou o teor proteico e diminuiu o teor de lipídios e colesterol das maioneses. Observou-se uma diminuição dos valores de viscosidade aparente para todas as amostras de maionese. Os valores de pH e Aw diminuíram durante o armazenamento, assim como os valores de L* indicando um escurecimento do produto ao longo dos 30 dias de armazenamento. Para a estabilidade da emulsão, o tratamento com maior proporção de FFC se mostrou menos estável durante o armazenamento. Na análise sensorial, os provadores não notaram diferença entre os tratamentos para os atributos de cor, odor e aparência global. No teste de intenção de compra, o T1, T2 e T3 apresentaram os maiores percentuais de resposta para a afirmativa "Provavelmente compraria . A substituição de 50% de gema de ovo por 50% de farinha de feijão crioulo (T3) mostrou-se uma ótima alternativa para a produção de maionese, visto que obteve boa aceitação sensorial, apresentou um aumento no teor proteico, inclusão de fibra alimentar total e diminuição do teor de lipídios e colesterol do produto.

De multiples réseaux d'agriculteurs et de jardiniers maintiennent la biodiversité cultivée dans le monde. Leurs pratiques de gestion de la santé des plantes demeurent peu étudiées. La thèse a pour objectif de caractériser l'articulation entre gestion de la biodiversité cultivée et gouvernance de la santé des plantes, se saisissant du cas d'une association d'artisans semenciers, les Croqueurs de Carottes. Elle développe une approche interdisciplinaire et transformatrice pour décrire et comprendre la gouvernance de la santé du haricot par ces acteurs, dans une perspective agroécologique. La théorie de l'acteur-réseau est mobilisée pour situer l'analyse à l’intersection entre approches agronomique et sociologique, reposant sur les données produites par un triple dispositif : expérimentations à la ferme, entretiens semi-directifs et observation participante.Nous qualifions d’in situ l'approche de la santé des plantes des Croqueurs dont l’objectif est de vivre avec les agents pathogènes potentiels. Fondées sur des interactions écologiques entre plantes et terroir, les compétences contribuant à la gestion de la santé des plantes sont distribuées à travers le système de production. Que ce soit en termes de santé ou de biodiversité, un lot de semence est l'expression d'un jeu complexe d'interactions. Il est alors difficile de délimiter des populations de plantes de leur terroir de manière précise. Par conséquent, (i) la santé des plantes ne peut être jugée qu'in situ, dans l'environnement dans lequel elles évoluent et (ii) la gouvernance de la santé des plantes doit être prise e / All over the globe, networks of seed growers are cultivating crop diversity in fields and gardens. Their contribution to the maintenance of this diversity has been studied, but research has widely left aside their management of plant health. The governance of bean health practiced by an association of artisanal seed companies, Croqueurs de Carottes, is approached as a case study in the objective of specifying how management of crop diversity and governance of plant health are articulated. Their concern for the governance of bean health is elucidated from an agroecological perspective, taking an interdisciplinary and transformative approach. Actor-network theory constitutes the backbone of the thesis, situated between agronomy and sociology and drawing upon a threefold research device: on-farm experiments, semi-directive interviews and participant observation.The Croqueurs' approach to bean health is described as in situ approach, in which plant populations are considered healthy if they are able to live with potential plant pathogens and adapt to their growing environments. Relying on ecological interactions, competences of plant health management are distributed throughout the production system. Both for plant health and crop diversity management, a seed lot is determined by a complex system of interactions. A clear boundary distinguishing plant populations from their growing environment cannot be drawn. This implies (i) that plant health must be judged upon in situ in the plants' growing environment and (ii) that the governance of plant health must be considered at the

Orientador: Jaime Amaya-Farfan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T21:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BarruetoGonzalez_NorkaBeatriz_D.pdf: 1348327 bytes, checksum: 18f0856e8caba5f78415b8cd169e869a (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Dada a importância que os feijões secos têm na dieta tradicional brasileira, a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) tem desenvolvido novos cultivares de feijão-comum (P. vulgaris), por meio melhoramento genético, para atender os altos padrões agronômicos e culinários do mercado interno. Entretanto, as características nutricionais destas novas cultivares estão documentadas de maneira incompleta, tanto em termos de conteúdo de macro/micro nutrientes, como também de seus valores biológicos. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o valor nutritivo de sete novas cultivares de feijão: Jalo Precoce, Radiante, Vereda, Pérola, Timbó, Valente e Ouro Branco, da EMBRAPA do Centro de Pesquisa Arroz-Feijão, Goiás. Após análise centesimal de rotina, foram determinados o perfil aminoacídico e alguns importantes componentes minerais (cálcio, ferro, magnésio, cobre e zinco). Os resultados mostram que variações significativas (P<0,05) ocorreram no conteúdo protéico e de carboidratos totais entre todas as cultivares. O teor de proteína variou entre 21 e 28%, com destaque para Radiante, Jalo Precoce e Ouro Branco que tiveram as maiores concentrações. O teor de carboidratos foi de 55,4 (Radiante) a 62,1% (Valente), entretanto, os lipídios permaneceram constantes, variando de 2,4 a 2,8%. As proteínas de todas as novas cultivares alcançaram os padrões internacionais para os requerimento de histidina, valina, isoleucina, leucina, fenilalanina e tirosina. Com destaque para as cultivares Vereda e Ouro Branco, que alcançaram os requerimentos de lisina e treonina. Por outro lado, todas as cultivares apresentaram baixo conteúdo de aminoácidos sulfurados, metionina e cistina. Não foram encontradas diferenças estatísticas significativas entre as cultivares em termos de Mg, Fe e Zn, mas as concentrações de Ca e Cu variaram significativamente (P<0,0001). O conteúdo de ferro foi de 4,7 (Ouro Branco) a 5,5mg/100g (Vereda e Valente), enquanto que o cobre foi de 0,5 (Ouro Branco) a 0,9mg/100g (Radiante), e o conteúdo de zinco foi de 2,4 (Ouro Branco e Pérola) a 3,1mg/100g (Jalo Precoce). Pelos altos teores de Ca se destacaram as variedades Pérola (486), Vereda (428) e Valente (387mg/100g), enquanto que Jalo Precoce, Pérola e Valente apresentaram os maiores teores de Mg (129-117mg/100g). Considerando o fato de que todas as variedades foram cultivadas sob condições estritamente controladas de solo, água e práticas agrícolas, estes resultados podem ser altamente representativos com relação às características individuais de composição, onde as variedades Jalo Precoce, Ouro Branco e Valente apresentaram-se mais vantajosas em termos de composição de nutrientes. A partir destes resultados, três novas cultivares de feijão-comum (P. vulgaris) foram selecionadas, por causa do seu conteúdo de nutrientes, para avaliação da biodisponibilidade mineral e comparar com um cultivar clássico de soja (Glycine Max), var. Conquista. As três cultivares foram: feijão branco ¿Ouro Branco¿, feijão preto ¿Valente¿ e Carioca ¿Pérola¿ e os minerais testados foram os previamente estudados: cálcio, magnésio, cobre e zinco. O balanço metabólico, coeficiente de digestibilidade aparente (CDA) e a taxa de retenção e absorção (R/A) para estes minerais foram os parâmetros determinados, usando ratos Wistars recém-desmamados. Os animais receberam por doze dias dietas contendo exclusivamente os feijões cozidos ou farinha integral de soja tostada. Os níveis de fitatos foram determinados pelo método colorimétrico de Latta & Eskin e os minerais por absorção atômica nas dietas, fezes, urina e fêmur. Além disso e com o objetivo de avaliar o impacto das dietas no crescimento do osso cortical das tíbias, foram feitas medidas histomorfométricas da altura e espessura da cartilagem. Os resultados mostraram que as dietas à base de leguminosas diferiram estatisticamente uma das outras em termos de cálcio (275-480mg/100g), magnésio (108-262mg/100g), cobre (0,5-1,06mg/100g) e zinco (2,4-5,0mg/100g), e que as dietas à base de feijão Carioca ¿Pérola¿ e feijão preto ¿Valente¿, bem como a soja foram as que maior conteúdo mineral apresentaram. As dietas à base de feijão mostraram baixos teores de fitatos (3,1-3,9mg/g), especialmente com relação à soja (6,5mg/g). A análise estatística do balanço mineral detectou diferenças significativas entre os índices biológicos obtidos para os tratamentos de feijão e soja. As dietas ¿Valente¿ e ¿Pérola¿ mostraram alto balanço de cálcio (22-25mg/d), em comparação com as dietas ¿Ouro Branco¿ (12,8mg/d) e soja (14,4mg/d). A taxa de retenção e absorção (R/A), entretanto, foi maior para a dieta soja (99,0%), seguida pela dieta ¿Valente¿ (96,7%). Com relação ao CDA para cálcio, a dieta ¿Pérola¿ se destacou (92,5%) entre todos os tratamentos à base de leguminosas e Controle (AIN-93G). Os índices de avaliação revelaram que a soja teve maior balanço de magnésio (4,7mg/d) entre todas as dietas è base de feijão, entretanto o CDA foi melhor para a dieta ¿Pérola¿ (82%), apesar da taxa R/A ter sido melhor para ¿Valente¿ (7,1%) e soja (6,8%), enquanto que ¿Ouro Branco¿ e Controle (AIN-93G) tiveram índices negativos (valores de balanço e R/A). Com relação ao cobre, todas as dietas à base de leguminosas tiveram resultados negativos de balanço e CDA, de maneira similar ao que foi observado para o zinco. A dieta à base de soja, entretanto, mostrou balanço e CDA positivos para cobre e zinco. Por outro lado, somente a dieta Controle teve resposta positiva no teste de balanço de zinco, apesar da taxa de R/A para as dietas ¿Ouro Branco¿ e ¿Pérola¿ ter sido alta. Juntando estes dados, os índices sugerem que a biodisponibilidade de cálcio e magnésio não foi afetada pelos fitatos presentes nestas fontes alimentares, porém, para o zinco e o cobre este efeito foi evidente. As medidas histomorfométricasm, entretanto, não detectaram nenhuma diferença entre os diversos tratamentos à base de feijão e soja. Além disso, pode ser concluído que a baixa ingestão de cálcio dos grupos alimentados com leguminosas, acarretou alterações no sistema esquelético, tais como alta redução do platô da cartilagem de crescimento e na espessura do osso em si, mesmo que a retenção de cálcio no fêmur dos animais tratados com as dietas ¿Pérola¿ e soja tenham sido significativa / Abstract: Given the importance that dry beans have in the traditional Brazilian diet, the Brazilian Agency for Agricultural Research (EMBRAPA) has developed new cultivars of common beans (P. vulgaris) by means of classical breeding expecting to meet higher agronomic and culinary standards for the domestic market. Nevertheless, the nutritional characteristics of these new cultivars are incompletely documented, both in terms of macro/micro nutrient contents and biological value. The objective of the present work was to evaluate the nutritive value of seven new dry bean cultivars: Jalo Precoce, Radiante, Vereda, Pérola, Timbó, Valente e Ouro, from the Embrapa Rice and Bean Research Center in Goiás. After routine proximal composition, their amino acid profiles and key mineral components (calcium, iron, magnesium, zinc and copper) were determined. The results show that substantial and significant (P<0,05) variations occur in protein and carbohydrates among all the cultivars. Protein contents varied between 21 and 28%; Radiante, Jalo Precoce and Ouro Branco having the highest contents. In turn, the total carbohydrate contents ranged between 55,4 for Radiante, to 62.1%, for Valente, whereas the lipids remained rather constant, varying from 2.4 to 2.8%. The proteins of all these new cultivars met the international standard requirements for histidine, valine, isoleucine, leucine and phenylalanine plus tyrosine. Additionally, the cultivars Valente and Ouro Branco stood out because of their contents for lysine and threonine that also met the requirements. As in the case of all leguminous seeds, all the cultivars were low in the sulfurcontaining amino acids, methionine and cysteine. No statistical differences were noticed among the cultivars in terms of Mg, Fe and Zn, but the concentrations of Ca and Cu did vary significantly (P<0.0001). Iron contents varied from 4.7 in Ouro Branco, to 5.5mg/100g in Vereda and Valente, while copper ranged from 0.5 in Ouro Branco, to 0.9mg/100g, in Radiante, and the zinc contents went from 2.4 (Ouro Branco and Pérola) to 3.1mg/100g (Jalo Precoce). Insofar as calcium is concerned, Pérola (486), Vereda (428) and Valente (387mg/100g) were the richest, whereas Jalo Precoce, Pérola and Valente stood out because of their high contents of magnesium (129 ¿ 117mg/100g). Considering the fact that all the cultivars were grown under strictly controlled conditions of soil, weather and agricultural practices, these results can be taken as highly representative of the individual compositional characteristics and could be concluded that among the new cultivars, the Jalo Precoce, Ouro Branco and Valente are the most advantageous in terms of nutrient composition. Then, three of those new Brazilian dry bean (P. vulgaris) cultivars were selected because of their nutrient content for mineral bioavailability evaluation, and compared with the classical soybean (Glycine max) cultivar Conquista. The three cultivars were the white bean ¿Ouro Branco¿, a black bean ¿Valente¿ and the Carioca type ¿Pérola¿ and the minerals tested were the least commonly studied: calcium, magnesium, copper and zinc. The metabolic balance, apparent digestibility coefficient (ADC) and the ratio of retention to absorption (R/A) for these minerals were the parameters determined using young Wistar rats (21d). The animals received for twelve days diets consisting exclusively of the cooked beans or the roasted soybean flour. The phytate levels of the diets were determined by the colorimetric method of Latta & Eskin and the minerals by atomic absorption in the diets, feces, urine and femur. Additionally and in order to evaluate the impact of the diets on the cortical bone growth of the tibias, histomorphometric measurements of the height and thickness of the cartilage were made. The results showed that the legume-based diets statistically differed from each other in terms of calcium (275 ¿ 480 mg/100g), magnesium (108 ¿ 262 mg/100g), copper (0.50 ¿ 1.06 mg/100g) and zinc (2.4 ¿ 5.0mg/100g), and that the diets made up of the Carioca ¿Pérola¿ and the Black ¿Valente¿, as well as soy bean were those with the highest mineral contents. The dry bean diets exhibited low concentrations of phytates (3.1 ¿ 3.9mg/g), especially with respect to the soybean (6.5mg/g). Statistical analysis of the mineral balance detected significant differences between the biological indices obtained by the dry-bean and the soybean treatments. The dry bean diets ¿Valente¿ and ¿Pérola¿ exhibited higher balance for calcium (22 ¿ 25mg/d), in comparison to ¿Ouro Branco¿ (12.8mg/d) and the soybean (14.4mg/d) diets. The ratio of retention to absorption (R/A), however, was greatest for the soybean (99.0%), followed by the ¿Valente¿ (96.7%) diet. With regard to the ADC for calcium, in turn, the ¿Pérola¿ ranked first (92.5%) among all treatments and the Control. The evaluation indices revealed that the soybean had the highest magnesium balance (4.7mg/d) among all the dry bean diets, whereas the ADC was best for the ¿Pérola¿ (82%) diet, although the R/A ratios were better for the ¿Valente¿ (7.1%) and soybean (6.8%), while the ¿Ouro Branco¿ and Control gave negative indices (balance and R/A values). With regard to copper, all the dry bean diets gave negative balance and ADC indices, something similar to what was observed for zinc. The soy bean diet, however, showed positive balance and ADCs for both copper and zinc. On the other hand, only the Control diet gave a positive response in the balance test for zinc, although the R/A ratios of the ¿Ouro Branco¿ and ¿Pérola¿ diets were the highest. Taken together, these indices suggest that the little studied calcium and magnesium bioavailability from dry beans is not affected by the phytates present in this staple food, but a suppressive effect on zinc and copper was clear. Histomorphometric measurements, however, did not detect any differences between the various dry bean treatments or the soybean. In addition, it could be concluded that the low calcium intake by dry bean-fed groups had profound consequences to the skeleton system of the animals, such as the height reduction of the cartilaginous grow plates and the thickness of the bone itself, in spite of the femur calcium retention having been significant in the ¿Pérola¿ and soybean diets / Doutorado / Nutrição Básica Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Doutor em Alimentos e Nutrição

Com o objetivo de caracterizar a variação temporal de fitomassa seca de raízes, hastes, folhas e órgãos reprodutivos, e de verificar o efeito da adubação nitrogenada no rendimento de grãos e na produção de fitomassa seca dos diferentes órgãos da cultura de feijão (Phaseolus vulgaris L.) no florescimento, conduziu- se um experimento na área do Departamento de Produção Vegetal, Esalq, Universidade de São Paulo, Piracicaba-SP. O solo foi classificado como NITOSSOLO VERMELHO Eutroférrico; a variedade cultivada foi IAC-Carioca Tybatã (hábito de crescimento indeterminado), e o delineamento estatístico foi o inteiramente casualizado. Os tratamentos foram constituídos de combinações dos fatores doses de nitrogênio (0, 60 e 120 kg.ha -1 ) e épocas de avaliação (nove estádios feno lógicos). Os seguintes parâmetros foram avaliados: fenologia da cultura, a fitomassa seca de raízes, hastes, folhas e órgãos reprodutivos, em cada estádio fenológico, e o rendimento de grãos e seus componentes. Para descrever o padrão de variação da fitomassa seca de raízes, hastes, folhas, órgãos reprodutivos e fitomassa seca total, foram ajustados modelos não lineares utilizando o procedimento NLIN (Non LINear regression) do SAS â System (SAS Institute, 1998). De acordo com o que foi discutido, os resultados permitem concluir que: (i) os modelos propostos são adequados para caracterizar a variação de fitomassa seca de raízes, hastes, folhas e órgãos reprodutivos durante o ciclo da cultura de feijão (Phaseolus vulgaris L.), (ii) no florescimento e na colheita, a fitomassa seca dos diferentes órgãos da cultura de feijão e o rendimento de grãos, respectivamente, variam com a adubação nitrogenada segundo uma função quadrática, (iii) o máximo rendimento de grãos é obtido com a dose de 60 kg.ha -1 de nitrogênio, e (iv) a variação da fitomassa seca relativa em função do desenvolvimento relativo da cultura de feijão apresenta o mesmo padrão de comportamento independentemente da dose de nitrogênio, o que possibilita extrapolar e comparar resultados de experimentos cond uzidos em diferentes locais e épocas. / With the purpose of characterizing the temporal variation of the roots, stems, leaves and reproductive organs dry mass of the common bean (Phaseolus vulgaris L.), and of verifying the effect of nitrogen fertilization on its grain yield and dry mass accumulated into the different plant organs at flowering, an field experiment was carried out at Crop Science Department, Esalq, University of São Paulo, Piracicaba, Brazil. The soil was classified as Rhodic kandiustalfs; the cultivar was IAC-Carioca Tybatã (indeterminate genotype) and the statistical experimental design was completely randomized. The treatments were nitrogen doses (0, 60 and 120 kg.ha -1 ) associated with nine crop phenological stages. The following parameters were evaluated: crop phenology; roots, stems, leaves and reproductive organs dry mass for each phenological stage; and the grain yield and its components. Non linear models were used to describe the standard variation of roots, stems, leaves, reproductive organs and total dry mass using the NLIN procedure (Non LINear regression) of the SAS â System (SAS Institute, 1998). According to the discussion, the results allowed to conclude that: (i) the proposed models are appropriate to characterize the roots, stems, leaves and reproductive organs dry mass variation during the common bean (Phaseolus vulgaris L.) crop cycle, (ii) the dry mass of all organs and grain yield of common bean, in response to nitrogen fertilization at flowering and harvest, respectively, follow a quadratic function, (iii) the maximum grain yield is obtained with 60 kg.ha -1 of nitrogen, and (iv) the relative dry mass as function of the common bean development stage presents the same performance independently of the nitrogen dose, therefore, the results can be extrapolated and compared with data obtained in different situations.

Les interactions plante-virus diffèrent des autres interactions plante-pathogènes du fait de la nature des virus qui sont des parasites intracellulaires obligatoires. Plus spécifiquement, l’interaction haricot commun (Phaseolus vulgaris L.)-Bean pod mottle virus (BPMV) a été étudiée en mettant l’accent à la fois sur la résistance de la plante mais aussi sur la virulence du virus dans l’objectif de mieux comprendre et d’identifier les facteurs intervenant dans le dialogue moléculaire entre plante et virus. Ces deux partenaires interagissent selon le modèle «gène-à-gène» de Flor. 1) Côté plante, nous avons identifié un gène de résistance dominant vis-à-vis du BPMV chez BAT93, le gène R-BPMV. Ce gène est localisé à l’extrémité du chromosome Pv02, dans la région du locus I, un locus de résistance multi-parasitaire vis-à-vis de différents virus, bactérie et champignon. La cartographie fine du gène R-BPMV suivie du séquençage de la région à partir d’un contig de clones BACs chez BAT93 a permis d’identifier des séquences codant pour des protéines NB-LRR qui pourraient correspondre au gène R-BPMV. Des études de microsynténie et de phylogénie ont été réalisées afin de mieux comprendre l’évolution des gènes présents dans cette région. L’étude au niveau cellulaire du phénotype associé à la résistance a permis de montrer que le gène R-BPMV bloque le mouvement de cellule à cellule du virus et que le phénotype associé est température-dépendant. 2) Côté virus, le clonage de toutes les ORFs du BPMV associé à des expériences d’agroinfiltration sur P. vulgaris et Nicotiana benthamiana ont permis d’identifier deux facteurs viraux importants dans le dialogue moléculaire plante-virus : la protéine VPg du BPMV correspond à la protéine d’avirulence agissant en interaction avec le produit du gène R-BPMV dans le cadre du modèle «gène-à-gène», et l’ARN polymérase ARN-dépendante virale correspond à un suppresseur de silencing à effet faible. 3) A ce jour, la transformation génétique stable n’est pas applicable en routine chez les légumineuses. Un objectif de la thèse est de développer des outils de validation fonctionnelle pouvant s’appliquer à des gènes d’intérêt agronomique, dont des gènes de résistance aux maladies. L’approche VIGS basée sur un vecteur viral dérivé du BPMV, déjà utilisée chez le soja, a ainsi été adaptée sur haricot et pois (Pisum sativum), une légumineuse économiquement importante en Europe. / Plant-virus interactions differ from other plant-pathogen interactions because viruses are obligate intracellular parasites. More specifically, common bean (Phaseolus vulgaris L.)-Bean pod mottle virus (BPMV) interaction was studied by focusing both on the plant resistance and on the virus virulence in order to highlight and identify factors involved in the molecular dialog between plant and virus. These two partners interact according to the “gene-for-gene” model described by Flor. 1) On the plant side, we identified a dominant resistance gene against BPMV in cv. BAT93, the R-BPMV gene. This gene is located at one end of chromosome Pv02 in the I locus region, a multi-parasitic resistance locus involved in resistance to different viruses, bacteria and fungi. Fine mapping of R-BPMV followed by sequencing of the region from a BACs contig in BAT93 allowed us to identify sequences encoding NB-LRR proteins that could correspond to R-BPMV. Microsynteny and phylogeny studies were performed to understand the evolution of genes present in this region. When resistance phenotype was studied at the cellular level, we found that R-BPMV blocks BPMV cell-to-cell movement and that resistance phenotype is temperature-dependent. 2) On the virus side, cloning of all BPMV ORFs in association with agroinfiltration assays in P. vulgaris and Nicotiana benthamiana allowed us to identify two important factors involved in plant-virus molecular dialog: the BPMV VPg acting as an avirulence factor in interaction with the product of R-BPMV in the “gene-for-gene” model, and the viral RNA-dependent RNA polymerase that corresponds to a weak RNA silencing suppressor. 3) To date, stable genetic transformation is not routinely feasible in legumes. One objective of this thesis was to develop news tools for functional validation studies for genes of agronomic interest, including disease resistance genes. The VIGS approach based on the viral BPMV vector, first used in soybean, was adapted to common bean and pea (Pisum sativum), a legume species of high economic importance in Europe.

<p dir="ltr">Bean flour possesses a significant fraction of water-insoluble components that are known to limit its uses in food applications. This study aimed to determine if using specific enzymes targeting the dietary fiber of bean flour could increase solubility, release protein and starch, and improve its utilization as a replacement for soy protein isolates in meat analogues. Water solubility, protein solubility, starch content and texture of bean flour was measured after enzymatic treatment with pectin- or hemicellulose-degrading enzymes in aqueous suspension. Low moisture reactive extrusion trials ranged from 60-80% solid content at 2 % enzyme content. High moisture extrusion ranged from 30% solid content from 1.5 to 5% enzyme content and from 40 % solid content at 2% enzyme content. Water solubility and insoluble protein increased with both low and high moisture reactive extrusion. Starch content increased with high moisture reactive extrusion. Beta-glucanase increased starch and insoluble protein content more than polygalacturonase treatments. However, Polygalacturonase and beta-glucanase increased overall water-solubility similarly. Determined starch content decreased with low moisture extrusion and both enzymes behaved equally. In the final set of trials, meat analogues were prepared with wheat gluten in combination with soy protein isolate, bean flour, or a mixture of soy protein isolate and bean flour. Replacing soy protein isolate with bean flour in meat analogues provided comparable hardness and anisotropic index. Polygalacturonase and beta-glucanase treatments during reactive extrusion of bean flours both decreased hardness of bean-containing meat analogues; beta-glucanase decreased the anisotropic index, whereas analogues made from polygalacturonase-treated flour did not differ from the control. Therefore, reactive extrusion showed either negative or null impact on texture. Reactive extrusion with polygalacturonase and beta-glucanase improved some desired analytical targets for bean flours, but the practical application (meat analogue) did not demonstrate an improvement.</p>

Parametrizações mecanísticas descrevem fisicamente a interação das plantas com o ambiente baseando-se em processos fundamentais, como assimilação de líquida de CO2 e extração da água do solo pelas raízes, influenciados pelas condições do ambiente. O objetivo principal dessas rotinas é aumentar o entendimento do sistema estudado pela integração quantitativa e qualitativa do conhecimento em um modelo de simulação dinâmica do sistema real. Definindo estresse hídrico como a condição em que uma planta aumenta a resistência estomática em conseqüência do aumento da demanda atmosférica e/ou da redução da disponibilidade hídrica no solo, tem-se como hipótese que o déficit hídrico em plantas é causado por fatores ambientais relacionados com as interfaces solo-raiz e folha-atmosfera. O objetivo geral desse estudo é identificar quais são as variáveis do solo e da atmosfera determinantes e que devem ser consideradas na modelagem da deficiência hídrica em plantas. Os teores de água no solo e na atmosfera foram monitorados em condições de campo durante o desenvolvimento da cultura de feijão (Phaseolus vulgaris L.) entre Junho e Setembro de 2010, e correlacionados ao estresse hídrico caracterizado por medições de temperatura do dossel. As variáveis de interesse, especificamente o potencial matricial da água do solo, a temperatura e a umidade do ar e a temperatura do dossel foram medidas regularmente em intervalos de 30 minutos. A taxa de transpiração e a condutância estomática foram medidas ocasionalmente. Uma parcela foi irrigada durante todo o ciclo da cultura (tratamento totalmente irrigada), enquanto a outra foi submetida ao estresse hídrico na fase reprodutiva (tratamento com déficit de irrigação). A metodologia utilizada neste estudo deu suporte à hipótese inicial. Os principais fatores relacionados à interface solo-raiz são as propriedades hidráulicas do solo, especialmente a condutividade hidráulica e da densidade de comprimento radicular; na interface atmosfera de folhas, os fatores mais importantes são o déficit de pressão de vapor do ar atmosférico VPD. Estes fatores devem ser considerados de alguma forma na modelagem estresse hídrico em plantas. A detecção da ocorrência de estresse hídrico nas plantas no tratamento com déficit de irrigação foi feito por comparações entre o VPD e diferença de temperatura entre o dossel e o ar tdossel-ar e entre tdossel e a temperatura do bulbo úmido twb dos dois tratamentos hídricos. O início do estresse hídrico nas plantas com déficit de irrigação ocorreu em 05 de Agosto. As simulações com os modelos mecanísticos de extração da água do solo pelas raízes proposto por Jong van Lier et al. (2008) e de assimilação de CO2 proposto por Jacobs (1994) foram feitos com os dados de ambos os tratamentos. O modelo de extração foi sensível aos parâmetros hidráulicos do solo, especialmente a condutividade hidráulica e o comprimento radicular. A taxa de transpiração estimada pelo modelo de Jacobs (1994) mostrou-se dependente da temperatura do dossel utilizada para calcular o déficit de umidade específica folha-ar Ds e a condutância do mesofilo, do próprio Ds (dependente também da temperatura do ar), e do índice de área foliar. / Mechanistic parameterizations describe physically the interactions between crop and environment based on primary processes such as CO2 net assimilation and root water uptake from soil and how they are influenced by environmental conditions. An important purpose of developing mechanistic routines is to improve the understanding of a system by qualitative and quantitative integration of knowledge in a dynamic simulation model of a real system. Defining water stress as the condition in which stomatal resistance of plant leaves increases as a consequence of enhanced atmospheric demand and/or reduced soil water availability, the investigated hypothesis was that plant water stress is caused by environmental factors related to both the soilroot and leave-atmosphere interfaces. The main objective of the research was to identify which atmosphere and soil parameters are determinant and must be considered in crop water stress modeling. Soil and atmosphere water content were monitored under field conditions during the growing season of a Common Bean (Phaseolus vulgaris L.) crop between June and September, 2010, and correlated to plant water stress characterized by measurements of canopy temperature. The variables of interest, specifically the soil water pressure head, air temperature and humidity and canopy temperature were measured regularly at short intervals. Transpiration rate and stomatal conductance were measured occasionally. One plot was irrigated during the whole crop cycle (fully irrigated treatment), while the other one was subject to water stress in the reproductive phase (deficit irrigated treatment). The methodology used in this study supported the initial hypothesis. The main soil-root interface related factors that determine water stress are the soil hydraulic properties, especially the hydraulic conductivity, and the root length density; at the leaf atmosphere interface, the most important factor is the vapor pressure deficit of atmospheric air VPD. These factors must be somehow considered in crop water stress modeling. The detection of water stress occurrence in the deficit irrigated plants was made by comparisons between VPD and temperature difference between canopy and air tcanopy-air and between tcanopy and wet bulb temperature twb of the two irrigation treatments. The onset of water stress in deficit irrigated plants occurred on August 5. The simulations with the mechanistic models of soil water root uptake proposed by Jong van Lier et al. (2008) and of CO2 assimilation by Jacobs (1994) were made with data from the two treatments. The soil water uptake model was sensitive to soil hydraulic parameters, especially hydraulic conductivity and root length density. The transpiration rate estimated by the Jacobs (1994) model showed to be dependent on the canopy temperature used to calculate the specific humidity deficit between leaves and air Ds and the mesophyll conductance, on Ds (on its turn also dependent on air temperature), and on the leaf area index

A predição de perdas de rendimento de uma cultura devido à interferência de plantas daninhas é fundamental para o planejamento e seleção de estratégias de manejo das plantas daninhas na agricultura. Diversos modelos empíricos foram descritos na literatura porém, há necessidade de validá-los e escolher variáveis que possam ser avaliadas de modo prático, sem reduzir a precisão da predição de perda de rendimento da cultura. Os objetivos foram os de avaliar a competitividade da cultura de feijão (Phaseolus vulgaris L.) em relação à planta daninha [Brachiaria plantaginea (Link) Hitchc.]; comparar a eficiência de modelos empíricos em predizer perdas de rendimento da cultura em que a variável independente descreve a população de plantas daninhas em termos de densidade, índice de área foliar relativa e cobertura relativa do solo e propor uma metodologia para estimar os coeficientes dos modelos avaliados. Os experimentos foram conduzidos na Universidade de São Paulo (USP), na Escola Superior de Agricultura 'Luiz de Queiroz' (ESALQ), no Departamento de Produção Vegetal, em Piracicaba/SP, Brasil. Em casa de vegetação, avaliou-se a resposta de cada espécie à sua própria densidade, determinando-se a densidade mínima de plantas a partir da qual a produção de massa vegetal/unidade de área torna-se independente da densidade e a resposta de cada uma em relação à presença da outra em diferentes densidades e proporções. No campo, avaliou-se a perda de rendimento da cultura devido à densidade e à época de emergência da planta daninha, simulada por diferentes datas de semeadura do capim-marmelada. Em casa de vegetação, o feijão, como espécie competidora, é superior ao capim-marmelada; considerando o efeito da competição sobre a massa seca produzida pela cultura, uma planta de feijão competiu com outra da mesma espécie com a intensidade de 21,3 plantas de capim-marmelada e, o efeito da competição sobre a massa seca produzida pela planta daninha, uma planta de capim-marmelada competiu com outra da mesma espécie com a intensidade de 0,68 plantas de feijão; há diferenciação parcial de nicho ecológico entre as espécies, isto é, ambas utilizam os mesmos recursos do meio mas o feijão evita a presença do capim-marmelada. No campo, o capim-marmelada, como espécie competidora, é superior ao feijão; a perda de rendimento diminui com o atraso na semeadura da planta daninha; o modelo que tem como variável a densidade da planta daninha não descreve a perda de rendimento da cultura causada pela época de semeadura da planta daninha mas aqueles cuja variável é o índice relativo da área foliar da planta daninha ou a cobertura relativa do solo pela planta daninha descrevem; a cobertura relativa do solo pela planta daninha, avaliada visualmente, é uma variável potencial para substituir o índice de área foliar relativa da planta daninha; com o método completo, proposto para estimar os coeficientes dos modelos, obtém-se melhor predição de perdas de rendimento da cultura do que com o método simplificado. / The prediction of crop yield losses due to weed infestation is fundamental for the selection of weed management strategies. Several empirical models have been presented in the literature. However, it is necessary to validate them and choose variables, which can be evaluated in more practical way without reducing the precision of the crop yield loss prediction. The goals of this study were to assess the competitive ability of bean (Phaseolus vulgaris L.) relative to the weed alexandergrass [Brachiaria plantaginea (Link) Hitchc.]; to compare the performance of empirical models on predicting crop yield loss based on weed density, weed relative leaf area index and weed relative ground cover and, to suggest a methodology to estimate the coefficients of the tested empirical models. The experiments were carried out at University of São Paulo (USP), Escola Superior de Agricultura 'Luiz de Queiroz' (ESALQ), in the Department of Crop Production, in Piracicaba, São Paulo State, Brazil. With the glasshouse experiments the response of the species to its own density and, the response of the species to the presence of each other at different densities and proportion between them was assessed. With the field experiment, the crop yield loss, due to weed density and weed emergence relative to the crop emergence, simulated by sowing the weed at different time, was assessed. In the glasshouse experiments, as a competitor species, bean is superior to alexandergrass; the competition as measured by effects on bean biomass, one plant of bean is, to another plant of the same species, competitively equivalent to 21,3 alexandergrass plants and, as measured by effects on alexandergrass biomass, one alexandergrass plant is, to another plant of the same species, equivalent to 0,68 plant of bean; there is partial niche differentiation; the species compete for the same resources however, bean plants avoid the alexandergrass presence. In the field experiment, alexandergrass as a competitor species is superior to bean; crop yield losses decreased with the weed sowing delay; the model which variable is the weed density does not predict de crop yield loss due the relative time of weed sowing however, those models which variable is the weed relative leaf area index or weed relative ground cover, visually estimated, do; the visually estimated weed ground cover is a potential variable to substitute for the weed relative leaf area index; the suggested advanced method for estimating the models coefficients predicts the crop yield loss better than the simple method.

A cultura do feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.) se destaca como fonte protéica e mineral para as populações humanas, principalmente, para populações de baixa renda. Dentre os agentes patogênicos, o fungo Colletotrichum lindemuthianum (Sacc. & Magnus) Lams. Scrib., causador da antracnose, é considerado o de maior importância devido aos seus efeitos destrutivos para o feijoeiro. Este estudo teve como objetivo avaliar a expressão de genes candidatos a atuarem na defesa da planta durante a interação incompatível do feijoeiro SEL 1308 e raça 73 do C. lindemuthianum, considerando diferentes tecidos (folhas, epicótilo e hipocótilo) e períodos de interação (24, 48, 72 e 96 horas). Além disso, o trabalho visou a validação de bibliotecas de ESTs (Expressed Sequence Tags) de feijoeiro (MELOTTO et al., 2005) e a análise da estabilidade de possíveis genes de referência para as análises de expressão por RT-qPCR. Foram utilizados 20 genes no estudo: 12 possivelmente responsivos ao patógeno e oito candidatos a genes de referência. A eficiência média das curvas de amplificação e valores dos ciclos e de quantificação (Cq) foram definidos no programa LinRegPCR. A estabilidade dos genes de referência foi avaliada nos programas geNorm e NormFinder. A expressão relativa dos genes alvos e normalizadores e as análises estatísticas foram determinadas no programa REST. As combinações de genes de referência Act2/Ukn2 e InsDeg/Act2 foram utilizadas para normalização dos genes-alvo por RT-qPCR. Os dados de expressão relativa dos transcritos entre as bibliotecas de ESTs foram validados pelo RT-qPCR. Os genes-alvo analisados foram todos responsivos ao sistema fitopatogênico avaliado, revelando perfil transcricional específico nos tecidos e período de interação com o patógeno. Os dados permitiram a disponibilização de genes de referência importantes para análise de expressão por RTqPCR em feijoeiro sob estresse biótico; e indícios para melhor entendimento dos processos envolvidos nos mecanismos de defesa do feijoeiro ao patógeno da antracnose / Common bean crop (Phaseolus vulgaris L.) highlight as protein and mineral source to the human population, especially, for low-income populations. Among the pathogens, Colletotrichum lindemuthianum (Sacc. & Magnus) Lams. - Scrib., which causes anthracnose, is considered the most important due to its destructive effects to common bean. This study aimed to evaluate the expression of candidate genes to act in defense of the plant during the incompatible interaction between common bean SEL 1308 and race 73 of C. lindemuthianum, considering different tissues (leaves, epicotyl and hypocotyl) and periods of interaction (24, 48, 72 and 96 hours). Also, this study attempted the validation of ESTs (Expressed Sequence Tags) libraries of common bean (MELOTTO et al., 2005) and the evaluation of candidate reference genes stability for expression analysis in RT-qPCR. Twenty genes were used: 12 candidate genes responsive to the pathogen and eight candidate reference genes. The average efficiency of amplification curves and the values of quantification cycles (Cq) were defined in LinRegPCR software. The stability of reference genes was evaluated using geNorm and NormFinder softwares. Relative expression of target and normalizer genes and statistical analysis were determined by REST software. The Act2/Ukn2 and InsDeg/Act2 reference genes combinations were used for normalization of target genes by RT-qPCR. The data of relative expression of transcripts between the libraries of ESTs were validated by RT-qPCR. All target genes analyzed were responsive to the pathogenic system evaluated, revealing specific transcriptional profiles in tissues and periods of interaction with the pathogen. The data provided the availability of normalizers important for expression analysis by RTqPCR in beans under biotic stress; and evidences to understand the processes involved in defense mechanisms of common bean against the anthracnose pathogen

Análises de diversidade em feijão comum (Phaseolus vulgaris L.), envolvendo caracteres morfológicos e marcadores moleculares, têm mostrado uma estruturação em dois pools gênicos principais, um Mesoamericano e outro Andino, os quais diferem, dentre vários aspectos, quanto à morfologia e fisiologia do grão. Uma nova abordagem que vem sendo usada para estimar a variabilidade genética entre acessos de feijoeiro é a prospecção de polimorfismos de base única (SNPs), tanto em sequências arbitrárias do genoma quanto em sequências gênicas de interesse. Também, o estudo de sequências nucleotídicas que codificam proteínas importantes, tais como a faseolina e a ferro redutase, codificadas, respectivamente, pelos genes Phs e FRO1, deve permitir a geração de novos e informativos marcadores e promover um melhor entendimento da variação existente em P. vulgaris. Assim, os objetivos deste trabalho foram obter as sequências dos genes - Phs e FRO1, acessar a frequência de SNPs em regiões codantes e não-codantes de ambos os genes, e avaliar a utilidade desses polimorfismos para investigar a diversidade genética em 31 genótipos cultivados de feijão comum e um acesso de P. lunatus. Para tanto, primers específicos foram desenhados e as sequências obtidas foram alinhadas, permitindo a identificação de vários sítios polimórficos. Parâmetros moleculares foram estimados pelo software Arlequin e MEGA. As análises de agrupamento foram conduzidas através do método Neighbor-joining. Foram detectadas 361 bases polimórficas, das quais 260 foram do tipo substituição e 101, indel. A frequência de SNPs em regiões não codantes foi duas vezes maior do que em regiões traduzidas, em ambos os genes; também, a substituições do tipo transição foram mais freqüentes do que as do tipo transversão. Os polimorfismos em regiões codantes levaram à substituição de 17 aminoácidos na proteína faseolina, e 14 na enzima ferro redutase. Tais modificações incluem, na maioria das vezes, alterações de aminoácidos com propriedades similares. Vale destacar que sequência predita de aminoácidos da faseolina exibiu uma diversidade elevada entre os acessos investigados, sendo que alguns desses polimorfismos se prestaram para tipificar alguns acessos. Em contrapartida, a enzima ferro redutase exibiu um padrão de aminoácidos mais homogêneo, principalmente para os acessos andinos. As análises de agrupamento revelaram dois clusters bem definidos: um que agrupou os acessos Mesoamericanos e as cultivares brasileiras, e outro que agrupou os Andinos, sugerindo que sequências gênicas são úteis na distinção dos pools gênicos de Phaseolus. Todavia, os polimorfismos do gene -Phs permitiram uma melhor resolução das relações entre os acessos dentro de cada pool gênico, em comparação com os do gene FRO1. / Diversity analysis in common bean (Phaseolus vulgaris L.), based on morphological traits and molecular markers, has revealed the existence of two major gene pools, the Mesoamerican and Andean pools, which differ in several features, including the grain morphology and physiology. A novel approach to estimating genetic variability is in silico mining for single nucleotide polymorphisms (SNP). Arbitrary genome sequences as well as genic sequences were used for this purpose. Additionally, the investigation of nucleotide sequences that code for important proteins, such as phaseolin and iron-reductase, encoded respectively by the Phs and FRO1 genes, should allow new and informative markers to be generated, helping us to gain a better understanding of intraspecific variation in P. vulgaris. Therefore, the aims of this study were to sequence the -Phs and FRO1 genes, to assess SNP frequencies in coding and non-coding regions of both genes, and to assess the possible use of these polymorphisms for investigating the genetic diversity of 31 cultivated genotypes of common bean and one of P. lunatus. Specific primers were designed and the sequences obtained were aligned, allowing us to identify several polymorphic sites. Molecular parameters were estimated using the Arlequin and MEGA software packages. Cluster analyses were conducted using the neighborjoining method. We detected 361 polymorphic sites, consisting of 260 base substitutions and 101 indels. The frequency of SNPs in non-coding regions was twice the frequency in translated regions in both genes. In addition, the occurrence of base transitions was higher than transversions. Polymorphisms in coding regions lead to 17 amino acid substitutions in the phaseolin protein and 14 in the iron reductase enzyme. Most substitutions of this kind include changes that preserve the respective protein functions. The predicted amino acid sequence of phaseolin exhibited high diversity, and some polymorphisms allowed us to typify some accessions. In contrast, the iron reductase enzyme exhibited a more homogeneous pattern of amino acids, especially in the Andean accessions. Cluster analyses revealed two well-defined clusters, one containing the Mesoamerican accessions with the Brazilian cultivars, and another containing the Andean accessions, suggesting that gene sequences are useful for distinguishing the Phaseolus gene pools. Interestingly, the polymorphisms detected in the -Phs gene allowed better visualization of the relationships between accessions in the same pool, in comparison to FRO1.