A cianobactéria Arthrospira (Spirulina) platensis, é um dos micro-organismos fotossintetizantes mais estudados e cultivados, e atualmente tem sido utilizado para a produção de biomassa, com elevado conteúdo de proteínas, vitaminas, minerais, aminoácidos essenciais, ácidos graxos poli-insaturados e pigmentos, com potencial uso como complemento alimentar para humanos, bem como em alimentação de animais. No entanto, o cultivo de micro-organismos fotossintetizantes tem uma demanda hídrica bastante alta. Dessa forma, é importante a realização de trabalhos que avaliem a possibilidade de reuso de meio de cultivo de Arthrospira, que, além de reduzir os custos com nutrientes, contemplam o aspecto ambiental, evitando salinização do solo e eutrofização de corpos hídricos. Este trabalho avaliou a reutilização de meios do cultivo de Arthrospira (Spirulina) platensis tratados com carvão ativado em pó e diferentes agentes coagulantes. Os efluentes foram obtidos dos cultivos de A. platensis com nitrato de sódio como fonte de nitrogênio em processo descontínuo, em minitanques. Os efluentes passaram por tratamentos físico-químicos com diferentes concentrações de carvão ativado em pó (30, 40 e 50 mg.L-1) e cloreto férrico (6, 10 e 14 mg.L-1) ou sulfato férrico (15, 25 e 35 mg.L-1) para serem reaproveitados em cultivos desse micro-organismo. O reuso de meio no cultivo de A. platensis mostrou resultados aceitáveis, observando-se que o crescimento desta cianobactéria foi satisfatório, com obtenção de concentração celular máxima (Xm) obtida de 1093 mg.L-1 em frasco Erlenmeyer, correspondente ao ensaio com meio tratado com 30 mg.L-1 de carvão ativado em pó (CAP) e 6 mg.L-1 de cloreto férrico. Esses resultados de crescimento celular foram da mesma ordem de grandeza que os resultados de Xm obtidos com meio novo e maiores que aqueles oriundos de crescimentos em meios tratados com sulfato férrico como agente coagulante, cujos valores de concentração celulares máximas não excederam 806 mg.L-1. Os cultivos em meios provenientes de tratamento com cloreto férrico não alteraram a composição da biomassa, chegando a valores de teor protéico da ordem de 47%. Conclui-se que o reuso de meio pode ser viável para a produção de biomassa de A. platensis, reduzindo o custo de produção pelo reuso dos nutrientes. / The cyanobacterium Arthrospira (Spirulina) platensis, one of the most studied and cultivated photosynthetic microorganisms and, currently has been used for biomass production of biomass, with high contents of protein, vitamins, minerals, amino acids, polyunsaturated fatty acids, and pigments, with potential use as a dietary supplement for human food supplement and animal feed. However, the cultivation of photosynthetic microorganisms have a very high water demand. Thus, is important to carry out studies evaluating the possibility of reuse of Arthrospira culture medium, which, in addition to reducing the costs of nutrients, include the environmental aspect, preventing soil salinization and eutrophication of water bodies. This work has evaluated the reuse of effluent medium from Arthrospira (Spirulina) platensis cultivation treated with powdered activated carbon and different coagulants. The effluent, obtained from A. platensis batch cultivation in bench-scale open ponds, using sodium nitrate as a nitrogen source. The effluent went through physico-chemical treatments employing different concentrations of powdered activated carbon (30, 40, and 50 mg.L-1) and ferric chloride (6, 10, and 14 mg.L-1) or ferric sulphate (15, 25, and 35 mg.L-1) for them to be reused in cultured microorganism. The reuse through the cultivation of A. platensis showed acceptable results, observing that the growth of this cyanobacterium was satisfactory, obtaining maximum cell concentration (Xm) obtained 1093 mg.L-1 in Erlenmeyer flask, corresponding to the assay medium treated with 30 mg.L-1 of powdered activated carbon (PAC) and 6 mg.L-1 ferric chloride. The results of cell growth were the same order of magnitude as the results of Xm obtained with new culture medium and larger than those from growth in media treated with ferric sulfate as a coagulant agent, whose maximum values of cell concentration did not exceed 806 mg.L-1. The cultures in media from treatment with ferric chloride did not alter the composition of the biomass, reaching values of protein content of around 47%. It is concluded that the reuse of cultures medium may be feasible to produce biomass of A. platensis, reducing the production cost by recycling of nutrients.

La découverte récente du premier gène de résistance plasmidique à la colistine mcr-1 a mis en évidence le besoin urgent d'améliorer la détection des isolats résistant à la colistine dans les laboratoires de microbiologie clinique afin de pouvoir rapidement isoler les patients porteurs. L’objectif de ma thèse a ainsi été de répondre à cette problématique par le développement et l’évaluation d’outils spécifiques. Une revue a été rédigée visant à résumer les nouveaux outils développés pour détecter la résistance aux polymyxines, y compris la présentation des méthodes actuelles phénotypiques, antibiogrammes et génotypiques. Le milieu de culture LBJMR a été développé pour détecter toutes les bactéries à Gram négatif résistantes à la colistine et également les souches d’entérocoques résistants à la vancomycine qui représentent un autre problème majeur de santé publique. LBJMR est polyvalent et a permis de dépister 3 bactéries d'intérêt clinique à partir d’un même échantillon: E. coli et K. pneumoniae résistantes à la colistine, et E. faecium résistant à la vancomycine. Un brevet a été déposé. Le kit UMIC Colistine est un dispositif commercial de détermination de la CMI basé sur la méthode de référence. Évalué conformément à la norme ISO 20776, sa sensibilité était excellente pour la détection des souches porteuses du gène mcr-1. Le kit UMIC Colistine constitue ainsi une méthode rapide et fiable pour évaluer la CMI des isolats cliniques dans les laboratoires de microbiologie clinique. Enfin, mes travaux de thèse ont compris l’analyse d’une souche de K. pneumoniae hétérorésistante à la colistine et la description d’une nouvelle espèce bactérienne : Pseudomonas massiliensis. / The recent discovery of mcr-1, the first plasmid-mediated colistin resistance gene, highlighted the urgent need to implement the detection of colistin-resistant isolates in clinical microbiology laboratories, in order to isolate carrier patients. My thesis aimed to address this issue by developing and evaluating specific tools. A review was redacted to summarize the new tools developed to detect polymyxin resistance including the current phenotyping, susceptibility testing and genotyping methods. The LBJMR culture medium has been developed to detect all colistin-resistant Gram-negative bacteria and also the vancomycin-resistant enterococci which represent another major problem of public health. The LBJMR medium allowed the detection of different bacteria of interest from the same clinical sample: colistin-resistant E. coli and K. pneumoniae and also a vancomycin-resistant E. faecium. This project led to a patent filing. The UMIC Colistine kit is a ready-to-use device based on the reference method to determine the polymyxin MIC. Evaluated in accordance with ISO 20776 standard, its sensitivity was excellent for the detection of colistin-resistant strains harboring the mcr-1 gene. The UMIC Colistin system is a rapid and reliable method to determine colistin MIC of clinical isolates in clinical microbiology laboratories. My thesis project also included the analysis of a colistin-heteroresistant Klebsiella pneumoniae strain, and the description of a new bacteril species, Pseudomonas massiliensis. These studies highlight the need to improve the detection of colistin-resistant strains by using reliable methods, suitable for diagnosis in clinical microbiology laboratories.

A espécie Ceriodaphnia dubia tem sido amplamente utilizada em testes de toxicidade crônica. Como a água constitui um fator essencial à sua manutenção, procurou-se avaliar a influência de três tipos de meio no cultivo e na resposta toxicológica deste microcrustáceo a três substâncias de referência. Foram acompanhadas, durante 13 a 18 gerações, a sobrevivência e a reprodução dos organismos em água natural (Reservatório de Ribeirão do Piraí, município de Salto, São Paulo, Brasil) e em dois meios reconstituídos (um simples - água mole reconstituída acrescida de selênio - e um complexo, denominado MS), avaliando-se, a cada 4 ou 5 gerações, as condições e a sensibilidade de cada cultura em testes com cloreto de sódio, dicromato de potássio e fenol. Os resultados evidenciaram um desempenho similar nos meios reconstituídos (em que padrões mínimos para sobrevivência e fecundidade nem sempre foram atendidos) e diferenciado do obtido em água natural - a mais eficiente para manutenção das culturas, onde tais padrões foram, geralmente, superados. Constatou-se a similaridade entre organismos provenientes da água natural e do meio OMS. Observou-se, também que a variabilidade dos resultados do teste ecotoxicológico difere conforme a água de diluição e a substância química utilizada, permitindo reconhecer o NaCI como substância de referência mais apropriada à avaliação da precisão deste método de ensaio, cujo coeficiente de variação máximo aceitável poderia ser estabelecido em 35%. / The species Ceriodaphnia dubia has been widely used in chronic toxicity tests. As water represents as essential factor to its maintenance, as evaluation was made of the influence of three different media in the culture and toxicological response of this microcrustacean to three reference toxicants. Survival and reproduction of this organism, reared in natural water (from Ribeirão do Piraí Reservoir), São Paulo State, Brazil) and in two reconstituted media (a simple one - reconstituted soft water, supplemented with selenium - and a complex one, called MS), were accompanied during 13 to 18 generations; at each 4 or 5 generations such cultures were evaluated in relation to health and sensitivity in toxicity tests with sodium chloride, potassium dichromate and phenol. The results indicated a similar performance in the reconstituted media (where the minimum patterns for survival and fecundity were not always reached) and differentiated from that obtained in natural water - the most suitable culture medium, where such patterns were, usually, exceeded. It was found a comparable sensitivity between natural water and MS cultures. It was also verified that the variability of the results among ecotoxicological test differs according to dilution water and chemical substance, allowing to recognize NaCl as the most suitable reference toxicant to measure the precision of this test method, whose maximum coefficient of variation could be established in 35%.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 605973 bytes, checksum: 4eac3cd92bf770506d06979394f9dc48 (MD5) Previous issue date: 2008-02-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / With the objective to establish the in vitro propagation and to evaluate the behavior of tannia varieties, it was applied growth regulators concentrations and cultivation ways of propagation. They were evaluated the number of shoots (NB), length of the aerial part (CPA), length of the longest root (CR), weight of the total fresh matter (MF) and total drought matter (MS). The roots length was stimulated by the 6- benzylaminopurine. The aerial part length had larger growth in the presence naphthalene acetic acid. The cytokinin had influence in the shoots induction, for the BGH/UFV 5932 variety, larger seedlings production were obtained at concentration of 8,88 µM BAP in liquid medium with agitation and semi-solid medium and 6,66 µM BAP for the stationary liquid medium. In the Purple variety, larger seedling production was obtained at the concentration of 6,66 µM BAP in liquid medium with agitation and semi-solid medium and 4,44 µM BAP in stationary liquid medium. In semi-solid medium, the concentration of 2,22 µM BAP induced larger shoot number for the Common variety. In the presence of auxin and cytokinin growth regulators applied in vitro resulted in positive effects in the shoot induction, aerial growth and tannia root system. Larger shoot induction was obtained in the presence of cytokinin. Independent of the cultivation modality, the BGH/UFV 5932 variety had higher potential in generating seedlings. / Com os objetivos de estabelecer a propagação in vitro e avaliar o comportamento de variedades de taioba, foi analisada a ação de concentrações de reguladores de crescimento e modalidades de meios de cultivo. Foram analisados: o número médio de brotações (NB), o comprimento médio da parte aérea (CPA), o comprimento médio da raiz mais longa (CR), o peso médio da matéria fresca total (MF) e matéria seca total (MS). O comprimento das raízes foi estimulado pela citocinina 6-benzilaminopurina. O comprimento da parte aérea teve maior crescimento na presença de ácido naftalenoacético. A citocinina teve influência na indução das brotações, sendo que, na variedade BGH/UFV 5932, maior produção de mudas foi obtida na concentração 8,88 µM de BAP em meio líquido com agitação e meio semi-sólido; e 6,66 µM de BAP em meio líquido estacionário. Na variedade Roxa, maior produção de mudas foi obtida na concentração 6,66 µM de BAP em meio líquido com agitação e meio semisólido; e 4,44 µM de BAP em meio líquido estacionário. Em meio semi-sólido, a concentração de 2,22 µM de BAP induziu maior número de brotação na variedade Comum. Na presença dos reguladores auxina e citocinina in vitro surtem efeitos positivos na indução de brotação, crescimento aéreo e radicular de taioba. Maior indução de brotação é obtida na presença de citocinina. Independente da modalidade de cultivo, a variedade BGH/UFV 5932 tem maior potencial em gerar mudas.

In Brazil, the discussion about the change in the energy matrix is gaining a bigger dimension. In this context appear the interest in studying plant species such as physic nut (Jatropha curcas L.), because it is an oilseed crop that has major socio economic potential for the biodiesel production. This way, arises the need to produce large quantity of seedlings selected from superior mother plants. The aim of this study was to evaluate the influence of growth regulators on in vitro establishment and callus induction in physic nut (Jatropha curcas L.). Leaf segments of selected mother plants of accession JCUFS-012 of the active germplasm bank of the UFS were used as explant source. The plants were grown in a greenhouse with white screen. In this work we evaluated the effect of sodium hypochlorite concentrations, time of immersion of explants types and concentrations of the plant regulators BAP, IBA, NAA, 2,4-D, IAA and kinetin on in vitro establishment, callus induction and anatomy of the tissues during organogenesis of physic nut. For in vitro establishment and regeneration we recommend the use of 0.5% of sodium hypochlorite for 5 minutes for the disinfestation of leaf explants of physic nut. Explants from leaf number 3 (the third leaf from the apex to the base, 9.4 cm wide and 10.0 cm length), are the most effective for callus induction. The use of MS medium supplemented with BAP (0.5-1.0 mg L-1) and IBA (0.5 mg.L-1) is essential for induction of compact callus in physic nut. Histological analysis showed formation of developed adventitious buds, with cambium connection with the callus tissues, evidencing indirect organogenesis. / No Brasil a discussão a respeito da mudança na matriz energética vem ganhando uma maior dimensão, neste cenário surge o interesse em estudar espécies vegetais, tais como o pinhão-manso (Jatropha curcas L.) por ser uma oleaginosa que apresenta importante potencial sócio econômico para a produção do biodiesel. Sendo assim surge a necessidade de produção de grande quantidade de mudas selecionadas a partir de matrizes superiores. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de reguladores de crescimento no estabelecimento in vitro e indução de calos em pinhão-manso (Jatropha curcas L.). Foram utilizados como fonte de explantes segmentos foliares de plantas matrizes provenientes do acesso JCUFS-012 do banco ativo de germoplasma da UFS, cultivadas em estufa agrícola com tela clarite. No presente trabalho avaliou-se o efeito de concentrações de hipoclorito de sódio e tempo de imersão, tipos de explantes e concentrações dos fitorreguladores BAP, AIB, ANA, 2,4-D, AIA e cinetina, no estabelecimento in vitro, na indução de calos em pinhão-manso e a anatomia dos tecidos durante o processo de calogênese. Para o estabelecimento e regeneração in vitro, recomenda-se o uso da concentração de 0,5% de hipoclorito de sódio por 5 minutos para a desinfestação de explantes foliares de pinhãomanso. Explantes provenientes de folhas 3 (terceira folha no sentido ápice para a base, com 9,4cm de largura e 10,0 cm de comprimento), são mais eficientes para a indução de calos. E o uso do meio MS suplementado com BAP (0,5-1,0 mg.L-1) e AIB (0,5mg.L-1) é essencial na indução de calos compactos em pinhão-manso. A análise histológica mostrou a formação de brotos adventícios desenvolvidos, apresentando conexão cambial com os tecidos dos calos, evidenciando a organogênese indireta.

A utilização do glicerol proveniente da fabricação do biodiesel como substrato para a obtenção de produtos biotecnológicos é uma alternativa promissora como forma de disposição adequada deste subproduto. O bioinseticida formulado com toxinas de Bacillus thuringiensis tem sido utilizado para o controle de insetos veiculadores de doenças, como a dengue, que atingem milhões de pessoas em todo o mundo. Para que este bioinseticida seja competitivo com os inseticidas químicos é necessário que o custo de sua produção seja diminuído, o que pode ser feito com a utilização de fontes de carbono alternativas, de forma a diminuir o custo do meio de fermentação. Neste trabalho, empregou-se o glicerol proveniente da fabricação do biodiesel de sebo bovino como componente do meio de fermentação para a produção de bioinseticida por Bacillus thuringiensis var. israelensis. Foram avaliados diferentes tratamentos do resíduo contendo glicerol, baseados em acidificação, decantação e aquecimento, para remoção de impurezas. O ajuste do pH até 7 pela adição de ácido fosfórico, seguido de decantação, aquecimento para remoção de metanol e nova decantação, foi a forma de tratamento escolhida, uma vez que proporcionou a maior atividade tóxica do meio fermentado contra larvas de Aedes aegypti. O meio de fermentação foi formulado determinando-se as concentrações de glicerol, extrato de levedura, sulfato de amônio e cloreto de cálcio que proporcionaram a maior atividade larvicida do meio fermentado, de acordo com planejamento fatorial 24. A toxicidade foi avaliada pela CL50 (concentração do complexo esporo-cristal necessária para matar 50% da população de larvas). O melhor valor de CL50 foi obtido com a utilização de glicerol a 10 g/L, extrato de levedura a 12 g/L, cloreto de cálcio a 0,24 g/L e sem adição de sulfato de amônio. A análise estatística dos dados confirmou a significância das variáveis glicerol, extrato de levedura e cloreto de cálcio sobre a atividade larvicida do meio fermentado. Cloreto de cálcio não influenciou significantemente a produção de esporos pela bactéria, e a taxa de esporulação não foi influenciada por cloreto de cálcio e sulfato de amônio nas concentrações estudadas. Para a otimização da produção de endotoxinas pela bactéria, foi realizado um planejamento fatorial 22, variando-se apenas as concentrações de extrato de levedura e de cloreto de cálcio, fixando-se a concentração de glicerol em 10 g/L e excluindo-se o sulfato de amônio do meio de fermentação. O melhor valor de CL50 (0,295 mg/mL) foi obtido no ensaio com 15 g/L de extrato de levedura e 0,4 g/L de cloreto de cálcio. / The use of glycerol derived from biodiesel production as a substrate for the acquisition of biotechnology products is a promising alternative as an adequate disposal mean of this by-product. The bioinsecticide formulated with toxins from Bacillus thuringiensis has been used to control vectors insects of diseases, such as dengue, which affect millions of people around the world. For this bioinsecticide be competitive with chemical insecticides is necessary a lower cost of its production, which can be achieved by the use of alternative carbon sources in order to reduce the fermentation medium cost. In this work, it was used glycerol from beef tallow biodiesel production as a component of the fermentation medium for the production of bioinsecticide by Bacillus thuringiensis var. israelensis. Different treatments of the residue containing glycerol, based on acidification, sedimentation and heating, to remove impurities, were evaluated. The adjustment of pH to 7 by addition of phosphoric acid, followed by decantation, then heating for removal of methanol, and a new decantation, was the treatment selected, since it provided the highest toxic activity of the fermented broth against Aedes aegypti larvae. The fermentation medium was formulated by determining the concentration of glycerol, yeast extract, ammonium sulfate and calcium chloride that provided the greatest larvicidal activity of the fermented broth according to 24 factorial design. The toxicity was measured by the LC50 (concentration of the spore-crystal complex required to kill 50% of the larvae). The best value of LC50 was obtained using glycerol at 10 g/L, yeast extract at 12 g/L, calcium chloride at 0.24 g/L and without addition of ammonium sulfate. Statistical analysis confirmed the significance of the variables glycerol, yeast extract and calcium chloride on the larvicidal activity of fermented broth. Calcium chloride did not influence significantly the production of spores by the bacteria and the sporulation ratio was not affected by calcium chloride and ammonium sulfate at the studied concentrations. For the endotoxins production optimization, a 22 factorial design was carried out, varying only the concentrations of yeast extract and calcium chloride, maintaining the concentration of glycerol at 10 g/L and excluding ammonium sulfate of the fermentation medium. The best value of LC50 (0,295 mg/mL) was obtained in the assay with 15 g/L of yeast extract and 0.4 g/L of calcium chloride.

A cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) é uma das mais importantes culturas agrícolas. Cultivada em mais de 127 países, a cultura se apresenta como um dos alicerces para a socioeconomia e cultura de muitas regiões do Brasil e do mundo. Sua produtividade depende de diversos fatores, sendo esses atendidos pela intensa hibridação interespecífica visando principalmente à obtenção de cultivares mais produtivas, precoces e resistentes a diversos tipos de estresses. Entre os estresses, os causados por microorganismos são os mais relevantes e, dentre estes, destaca-se o agente causal da doença raquitismo da soqueira da cana-de-açúcar, a bactéria Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx). O estudo mais aprofundado sobre esta relação patógenohospedeiro é difícil, visto que Lxx é uma bactéria fastidiosa de difícil cultivo. O sequenciamento completo de seu genoma abriu a oportunidade de se entender às causas fisiológicas da dificuldade do seu cultivo. Assim, os objetivos deste trabalho foram otimizar um meio de cultura para Lxx com base em análise de vias metabólicas importantes e estudar a expressão diferencial de seus genes quando esta é cultivada na presença e ausência de metionina. Análises bioinformáticas do genoma de Lxx indicaram que esta está apta a utilizar diversas fontes de carbono, de vitaminas, de ferro e aminoácidos. De fato, dentre as fontes de carbono testadas verificou-se o crescimento de Lxx utilizando manose, frutose e galactose, embora em menor eficiência do que glicose. Observou-se também a utilização das vitaminas cobalamina, tiamina, biotina e complexo vitamínico de Nitsch, sendo que o acréscimo destes elementos resultou numa maior taxa de crescimento de Lxx. Verificou-se também que Lxx está apta a utilizar citrato, sulfato e cloreto de ferro como fontes deste metal, mas em menor eficiência que quando comparada a hemina bovina. Com estes resultados, verificamos que a adição do aminoácido metionina (1 g/L) e das vitaminas D-biotina (0,01 g/L) e cloreto de tiamina (0,01 g/L) obtém-se um desenvolvimento mais acelerado, em média 30%. Na análise da expressão gênica na presença da metionina, verificou-se uma regulação diferencial de 114 genes, sendo que destes 95 foram regulados positivamente e 19 negativamente. Os resultados indicam que Lxx necessita de metionina e que ela utiliza esse aminoácido como uma possível fonte de nitrogênio. Indicaram também que maior crescimento na presença de metionina está relacionado a uma regulação gênica positiva de genes do metabolismo central. / Sugarcane (Saccharum officinarum L.) is one of the most important tropical crops. Cultivated in more than 127 countries, it is of importance both for the social economy and culture of many regions of Brazil and of the world. Its productivity depends on diverse factors that are dealt with the intense interspecific hybridization aiming for more productive cultivars, that are resistant to diverse types of stress. Of these, stresses caused by microorganisms are the most relevant and among these the bacterium Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), the causal agent of the ratoon stunting disease is one of the most important. The study of this patosystem, however, is very difficult, since Lxx is a fastidious bacterium. The availability of the complete genome sequence of Lxx made possible the understanding of the physiological causes of its fastidious behavior. Thus, the objectives of this work were to optimize the culture medium of Lxx by analyzing important pathways and to study gene expression when Lxx is cultivated in the presence and absence of methionine. Bioinformatic analyzes of the Lxx genome indicated that it is capable to use diverse sources of carbon, vitamins, metals, iron and amino acids. In fact Lxx was able to grow in the presence of mannose, fructose and galactose as the main sugar components of the medium, but not so efficiently as in glucose. It was also observed that the addition of the vitamins cobalamin, thiamin, biotin and the Nitsch´s vitamin complex resulted in a better Lxx growth. It was also verified that Lxx is capable to use iron citrate, iron sulphate and iron chloride as the main sources of iron, but less efficiently than when compared to hemin bovine chloride. With these results, it was verified that the addition of methionine (1 g/L) and of the vitamins D-biotin (0.01 g/L) and thiamine chloride (0.01 g/L) resulted in a faster growth of Lxx in vitro by as much as 30% on average compared to the standard medium. Gene expression analyses showed that the addition of methionine to the medium resulted in an alteration of expression levels of 114 genes, 95 of which were up regulated and 19 otherwise. This result indicated that Lxx needs an outside source of methionine and that it uses this amino acid a source of nitrogen. Also, it indicated that the improved growth in the presence of methionine is highly correlated with up regulation of genes of the central metabolism pathways.

Orientador: Kathia Fernandes Lopes Pivetta / Resumo: A propagação in vitro e conservação ex situ, são técnicas, que podem ser aprimoradas através da escolha adequada da fonte luminosa, das formulações do meio de cultivo e de crioprotetores. O presente estudo teve por objetivos: (i) estudar fontes de luz a partir de lâmpadas fluorescentes e diodos emissores de luz (LEDs) e formulações de meio de cultivo na germinação e no desenvolvimento inicial da espécie de orquídea Brassavola perrinii e (ii) avaliar a eficiência da solução vitrificante (PVS2) combinada ao floroglucinol 1% em nitrogênio líquido para a criopreservação de sementes maduras das espécies Encyclia cordigera e Epidendrum ciliare. Os experimentos foram instalados em delineamento inteiramente casualizado e ambos foram duplicados. No primeiro os tratamentos foram arranjados em esquema fatorial 5x4 com cinco condições de luz: LF - lâmpada fluorescente; LB - LED branco; LA - LED azul; LV- LED vermelho e LAV – LED azul (50%) e vermelho (50%) e quatro formulações de meio de cultivo (MS, ½MS, VW e K), com quatro repetições e média de 125 sementes por parcela. Aos 90 dias após a semeadura foram avaliadas a porcentagem de germinação, de protocormos clorofilados e o desenvolvimento dos protocormos através das classes: P1, P2, P3 e P4 para cálculo do índice de desenvolvimento protocormos. No segundo experimento foram oito tratamentos: 1) germinação in vitro direta; 2) imersão direta em nitrogênio líquido, sem crioprotetores; 3) PVS2 por 60 min; 4) PVS2 por 120 min; 5) PVS2 por 1... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In vitro propagation and ex situ conservation, are techniques that can be improved through the appropriate choice of light source, formulations of the culture medium and cryoprotectants. The aims this work was: (i) study the effect of light sources from fluorescent lamps and light-emitting diodes (LEDs) and cultivation medium formulations on the germination and initial development of Brassavola perrinii orchid and (ii) evaluate the efficiency of the vitrify solution (PVS2) combined with phloroglucinol 1% in liquid nitrogen for the cryopreservation of mature seeds of the species Encyclia cordigera and Epidendrum ciliare. The experiments were installed in a completely randomized design and both were duplicated. In the first, the treatments were arranged in a 5x4 factorial scheme with five light conditions: LF - fluorescent lamp; LB - white LED; LA - blue LED; LV- Red LED and LAV - Blue LED (50%) and red (50%), and four cultivation medium formulations (MS, ½MS, VW and K), with four replications and an average of 125 seeds per plot. At 90 days after sowing, the percentage of germination, of chlorophyll protocorms and the development of protocorms through the classes: P1, P2, P3 and P4 to calculate the protocorms development index. In the second experiment, there were eight treatments: 1) direct in vitro germination; 2) direct immersion in liquid nitrogen, without cryoprotectants; 3) PVS2 for 60 min; 4) PVS2 for 120 min; 5) PVS2 for 180 min; 6) PVS2 + floroglucinol1% for 60 min; 7... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Les cellules de Schwann jouent un rôle crucial dans la réparation et la régénération des nerfs périphériques en soutenant la croissance axonale et en libérant des facteurs neurotrophiques essentiels. La capacité de convertir des fibroblastes en cellules de Schwann est particulièrement intéressante dans le contexte de lésion d’un nerf périphérique, où la restauration de la fonction nerveuse est un objectif critique. Cette étude examine la reprogrammation directe des fibroblastes en cellules de Schwann, en utilisant les facteurs de transcription SOX10 et EGR2 via la transduction lentivirale. Nous avons testé divers milieux de culture connus pour identifier les conditions de conversion optimales, et avons établi qu'une multiplicité d'infection de 300 assurait une reprogrammation robuste. Cependant, maintenir la viabilité cellulaire au-delà de dix jours a présenté un défi significatif. Pour résoudre ce problème, nous avons développé un nouveau milieu de culture, que nous avons appelé Schwann Cell Medium 4 (SCM4), incorporant de petites molécules connues pour être impliquées dans le développement des cellules de Schwann. SCM4 a considérablement amélioré l'expression des marqueurs clés des cellules de Schwann, y compris SOX10, EGR2, Growth Associated Protein 43, le récepteur neurotrophique P75, et la protéine zéro de la myéline, tout en améliorant la survie globale des cellules. De plus, SCM4 a favorisé une libération plus élevée de BDNF, un facteur neurotrophique crucial pour le soutien et le développement neuronal. Les résultats obtenus avec les cellules converties dans le SCM4 sont comparables à ceux obtenus avec des cellules de Schwann dérivées de cellules souches pluripotentes induites et des cellules de Schwann humaines primaires, démontrant que notre protocole produit des cellules s’apparentant aux cellules de Schwann. Ces résultats soulignent l'importance de conditions de culture optimisées pour la reprogrammation des cellules de Schwann et offrent des perspectives prometteuses pour de futures applications cliniques dans le traitement des maladies neurodégénératives et des lésions nerveuses périphériques. / Schwann cells play a crucial role in the repair and regeneration of peripheral nerves by providing support for axonal growth and releasing essential neurotrophic factors. The ability to convert fibroblasts into Schwann cells is particularly relevant in the context of peripheral nerve injury, where the restoration of nerve function is a critical goal. This study investigates the direct reprogramming of fibroblasts into Schwann cells, employing the transcription factors SOX10 and EGR2 through lentiviral transduction. We tested various culture media described in the literature to identify the optimal reprogramming conditions, and have determined that a multiplicity of infection of 300 ensured robust reprogramming. However, maintaining cell viability beyond ten days presented a significant challenge. To address this issue, we developed a new culture medium, which we termed Schwann Cell Medium 4 (SCM4), incorporating small molecules known to be involved in Schwann cell development. SCM4 markedly enhanced the expression of key Schwann cell markers, including SOX10, EGR2, Growth Associated Protein 43, P75 Neurotrophin Receptor, and Myelin Protein Zero, and also improved overall cell survival. Furthermore, SCM4 promoted a higher release of BDNF, a critical neurotrophic factor for neuronal survival and development. The results obtained with SCM4 were compared to those obtained from Schwann cells derived from induced pluripotent stem cells and primary human Schwann cells, demonstrating that our protocol produced a comparable cell product. These findings underscore the importance of optimized culture conditions for Schwann cell reprogramming and offer promising prospects for future clinical applications in the treatment of neurodegenerative diseases and peripheral nerve injuries.

Upland cotton (Gossypium hirsutum L.) is the world's most prominent fiber crop. Cotton transformation is labor intensive and time consuming, taking 12 to 18 months for rooted T0 plants. One rate limiting step is the necessary production of somatic embryos. In other recalcitrant species, ectopic expression of three genes were shown to promote somatic embryogenesis: WUSCHEL (WUS), SHOOT MERISTEMLESS (STM), and BABY BOOM (BBM). WUS is responsible for maintaining stem-cell fate in shoot and floral meristems. STM is needed to establish and maintain shoot meristems. STM and WUS have similar functions but work in different pathways; overexpression of both together converts somatic cells to meristematic and embryogenic fate. BBM encodes an AP2/ERF transcription factor that is expressed during embryogenesis and ectopic expression of BBM reprograms vegetative tissues to embryonic growth. In prior studies, these genes were constitutively expressed, and cultures did not progress beyond embryogenesis because the embryogenic signal was not turned off. In our study, we set out to use these genes to increase the efficiency of cotton transformation and decrease the time it takes to regenerate a plant. A disarmed cotton leaf crumple virus (dCLCrV) vector delivers WUS, STM, or BBM into cotton tissue cultures through Agrobacterium tumefaciens infection. We propose that virus delivery of embryo-inducing genes is a better approach for transformation because A) inserts more than 800 nucleotides are unstable, and will spontaneously inactivate, B) virus DNA can migrate through plasmodesmata to cells around the infected cell, creating a gradient of embryonic potential, C) the virus DNA does not pass through the germ line and the seed will not contain virus. We propose this method of inducing embryogenesis will facilitate the stable transformation of cotton and will be beneficial to the cotton industry. Ectopic expression of AtBBM, AtSTM, and AtWUS GrWUS:meGFP from a constitutive CaMV 35S promoter produced plants with phenotypes similar to those described in previous studies overexpressing AtBBM, indicating that the AtBBM gene was functional. The cotton cotyledon infiltration of the pART27 constructs showed transformed cells in Coker 312 by GFP localization in the nucleus. Although GFP was detected, no visible embryos appeared from the cotyledon. Cotyledons infiltrated with Agrobacterium harboring overexpression vectors withered and aborted after ~2 weeks. The virus-based vector in tissue culture failed to increase transformation efficiency, resulting in no embryos. The combination of hormone concentration showed no contribution to increasing the transformation efficiency.