Orientador: Marcelo Cristianini / Texto em português e inglês / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T10:29:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tribst_AllineArtigianiLima_D.pdf: 1785489 bytes, checksum: 6848066190ebdb2206bd7329e40f6f35 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A homogeneização à alta pressão (HAP) é uma operação unitária capaz de alterar a conformação e, consequentemente a funcionalidade de polissacarídeos,proteínas e enzimas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da HAP na atividade e estabilidade de cinco enzimas comerciais com aplicação na indústria de alimentos (x-amilase de Aspergillus niger, protease neutra de Bacillus subtilis, b-galactosidase de Kluyveromyces lactis, amiloglicosidase de A. niger e glicose oxidase de A. niger). Para cada enzima, a atividade foi avaliada antes e após a HAP (até 200 MPa) em diferentes temperaturas e pH. Além disso, a reversibilidade dos efeitos do processo foi determinada indiretamente através da medida de atividade da enzima após um período de repouso. Os resultados de x-amilase demonstraram que a enzima é altamente estável ao processo de HAP (em pressões de até 150 MPa), independentemente do pH e temperatura de processo e da ausência de cálcio no tampão de diluição da enzima. Os resultados da b-galactosidase, por outro lado, mostraram que a enzima é pouco estável, apresentando redução da atividade (~30%) após HAP a 150 MPa quando processadas em pH não ótimo para atividade da enzima. Os resultados obtidos para a protease neutra, amiloglicosidase e glicose oxidase indicaram que o efeito da HAP foi dependente dos parâmetros utilizados no processo (pH, temperatura e pressão de homogeneização) e das condições utilizadas na medida de atividade (pH, temperatura e tempo de estocagem). Para estas três enzimas, significativos ganhos de atividade e/ou estabilidade foram observados para pelo menos uma das condições avaliadas, sendo que os mais importantes foram: (i) redução da temperatura ótima de atividade da protease neutra de 55 para 20ºC após HAP a 200 MPa, (ii) aumento da atividade da glicose-oxidase à 75ºC após HAP a 150 MPa, (iii) aumento da atividade residual entre 100 e 400% após armazenamento refrigerado de glicose-oxidase homogeneizada em diferentes pressões, (iv) aumento da atividade de amiloglicosidase à 80ºC após a HAP a 100 MPa. A reversibilidade das alterações observadas foi inferida pela avaliação da atividade da enzima após um período de repouso, sendo as alterações determinadas como reversíveis (protease neutra, glicose-oxidase, amiloglicosidase) ou irreversíveis (protease neutra, glicose-oxidase, b-galactosidase) em função dos parâmetros de processo. O efeito de processamentos sequenciais sobre a glicose oxidase, a protease e a amiloglicosidase também foi avaliado e os resultados demonstraram que, para a maioria das condições estudadas, a atividade da enzima se manteve igual à obtida após o primeiro ciclo de homogeneização ou apresentou uma redução. Uma exceção foram os resultados da glicose oxidase homogeneizada a 150 MPa por 3 vezes, que apresentou aumento de atividade de aproximadamente 150% em relação à enzima nativa. A partir dos resultados, conclui-se que o efeito da HAP é diferente para cada enzima e que as maiores alterações ocorrem em condições de atividade não ótima e para enzimas de estruturas mais complexas, como é o caso da glicose oxidase. Os resultados obtidos apresentam aplicação direta, para modificação e melhoria do desempenho de enzimas comerciais, e preenchem uma lacuna científica importante sobre o conhecimento dos efeitos do processo de HAP em enzimas / Abstract: High pressure homogenization (HPH) is a unitary operation capable to alter the conformation and, consequently, the functionality of polyssacharides, proteins and enzymes. This work aimed to study the HPH effects on activity and stability of five commercial enzymes intensively applied in food industry (x-amylase from Aspergillus niger, b-galactosidase from Kluyveromyces lactis, neutral protease from Bacillus subtilis, amyloglucosidase from A. niger and glucose-oxidase from A. niger). The activity of each enzyme was studied before and after HPH process (up to 200 MPa) at different temperatures and pH. Moreover, the process reversibility was indirectly determined by the activity measured after a rest period under refrigeration (8ºC).The results revealed that x-amylase was highly stable to HPH up to 150 MPa,independent on the pH or temperature used in the HPH process or the presence of calcium in buffer. On the other hand, the results of b-galactosidase indicated that enzyme was partially inactivated (~ 30%) after homogenization at 150 MPa when processed at non optimum pH. The HPH effects on neutral protease, amyloglucosidase (AMG) and glucose oxidase (GO) were dependent on the process parameters (pH, temperature and homogenization conditions) and the activity measurement conditions (pH, temperature and storage time). For these enzymes, it was observed activity and/or stability improvement after some process. The main improvements were: (i) change of the optimum temperature of neutral protease from 55 to 20ºC after HPH at 200 MPa, (ii) improvement of GO activity at 75ºC after HPH at 150 MPa, (iii) enzyme activity improvement between 100 and 400% after GO refrigerated storage, (iv) improvement on amyloglucosidase activity at 80ºC after HPH at 100 MPa. The reversibility of the HPH effects was evaluated after a rest period.The reversibility was dependent on the process parameters; but, in general, neutral protease, GO and AMG were reversible, while the results of neutral protease, GO and b-galactosidase were irreversible. The effects of sequential homogenization processes (sequential passes) on GO, AMG and neutral protease were evaluated and the results showed that the enzyme activity remained equal or reduced after 2 or 3 cycles of homogenization. An exception was the result obtained for GO homogenized at 150 MPa, which showed an activity improvement of 150% after three passes. The results evaluation of this research showed that HPH effects on enzymes were different for each enzyme. The main alterations occured at non optimum condition of enzyme activity and for enzymes with complex structure as the GO. The obtained results can be directly applied for improvement of enzyme industrial production. Also, the results enriched the scientific knowledge about the HPH effects on enzymes / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutora em Tecnologia de Alimentos

Pollution et agriculture urbaine (AU) sont deux mondes interconnectés soumettant les villes au défi de la durabilité, dans un contexte où la pollution aux metalloïdes augmente au moins autant que l'intérêt pour l'agriculture urbaine. Les biofertilisants / bioamendements utilisés en AU (champignons mycorhiziens à arbuscules, compost, biochar) peuvent influencer la mobilité des polluants du sol. Cette étude vise à mieux comprendre le devenir de contaminants inorganiques géogéniques et anthropiques, majeurs (Cd, Pb) ou émergents (Sb), dans des systèmes sol-plante-biofertilisant et leur bioaccessibilité pour l'homme. Si la mobilité des polluants est modifiée par les biofertilisants, le type de source influence aussi leur bioaccessibilité. La communauté fongique semble cruciale dans ces phénomènes mais est impactée par l'ajout de compost. Ainsi, l'utilisation de ces biofertilisants sur sol pollué est à raisonner du fait des interactions multiples affectant la phytodisponibilité des polluants. / Urban agriculture (UA) and pollution are two worlds more inter-connected every day, creating one of the main challenges of sustainable cities as persistent metal(loid) contamination increases as much as the interest for urban agriculture. Biofertilizers and bioamendments used in UA (arbuscular mycorrhizal fungi, compost, and biochar) can influence the mobility of contaminants in soil. This study aims to better understand the fate of anthropic or geogenic, major (Cd, Pb) and emerging (Sb), inorganic contaminants in soil-plant-biofertilizer systems and their human bioaccessibility. While contaminant mobility in soil is affected by biofertilizers, their origin influences also their bioaccessibility. The fungal community seems crucial in this phenomenon but is impacted by compost addition. Hence, using these biofertilizers in contaminated soils has to be thought wisely because of the multiple interactions affecting contaminant's phytoavailability.

A cultura do guaranazeiro, (Paullinia cupana var. sorbilis) espécie nativa da região amazônica, é de grande importância para o Brasil, tanto do ponto de vista econômico quanto social. Atualmente, a comercialização do guaraná em rama (sementes torradas) é a maneira mais comumente utilizada na produção de xaropes e extratos de guaraná utilizados principalmente pelas indústrias de bebidas. O Brasil é o único produtor de guaraná no mundo, com destaque para o Estado do Amazonas e a Bahia. Entretanto, a produção de guaraná na região amazônica, centro de origem da planta, vem sendo cada vez mais afetada por condições fitossanitárias desfavoráveis, como a presença da antracnose, doença causada pelo fungo Colletotrichum spp.., que não se constitui um problema na Bahia. A finalidade da presente pesquisa foi de comparar microbiota endofítica de sementes dos dois estados na detecção de possíveis causas que poderiam explicar as diferenças de sanidade, além de procurar uma alternativa sustentável para a utilização de microrganismos endofíticos, que vivem no interior dos tecidos vegetais, e tem sido descritos como agentes de controle biológico de doenças através de vários mecanismos, dentre eles a produção de enzimas líticas. Assim, o presente estudo teve por objetivo isolar e identificar bactérias e fungos endofíticos associados à sementes de guaranazeiros provenientes do Amazonas e da Bahia. Esses microrganismos foram também avaliados quanto ao potencial biotecnológico na produção de enzimas e controle da antracnose. Para o isolamento, as sementes passaram por um processo de desinfecção. A análise da produção enzimática foi detectada por meios de culturas específicos e para o estudo da atividade antagonística contra o Colletotrichum sp. (L1) foram realizados ensaios in vitro por meio de cultura pareada. A identificação dos isolados foi realizada por sequenciamento parcial do gene 16S rDNA para isolados bacterianos, e da região ITS do rDNA para isolados fúngicos. Não foram encontradas diferenças significativas no número de isolados bacterianos em sementes das duas procedências. Fungos em pequeno número (6) foram isolados apenas de sementes da Bahia. Desses isolados foram selecionadas 102 bactérias, sendo 48 provenientes do Amazonas e 54 da Bahia. Nos testes de antagonismo houve redução de 32% a 64% do crescimento do fungo patogênico Colletotrichum por bactérias endofíticas e 8% a 52% pelos fungos endofíticos. Com relação à atividade enzimática, 13 bactérias apresentaram atividade amilolítica, 5 celulolítica, 11 pectinolítica, e 24 proteolítica. Em relação aos fungos endofíticos, todos apresentaram pelo menos uma atividade das enzimas testadas, com exceção de atividade proteolítica. Bactérias dos gêneros Bacillus, Paenibacillus, Ochrobacterium, Rhizobium e Microbacterium foram isolados como endofíticos de sementes de guaraná. Em relação a isolados fúngicos foram encontrados representantes dos gêneros Lasiodiplodia e Fusarium. Embora não tenham sido encontradas diferenças substanciais com relação aos endófitos isolados, para explicar a incidência de antracnose no Amazonas em relação à Bahia, os resultados demonstram o potencial biotecnológico de microrganismos endofíticos de sementes de guaraná na produção de enzimas e para o controle biológico da antracnose / Guarana (Paullinia cupana var. sorbilis) a plant from the Amazon region is of great importance mainly from the Amazonas state both from economic and social points of view. Currently roast seed extracts have been used for the production of soft drinks and medicinal purposes. Brazil is the only guarana producer in the world, being the states of Amazonas and Bahia the main producers in the country. However, guarana production in Amazonas state has been increasingly affected by unfavorable conditions due the plant disease anthracnose caused by fungi from the genus Colletotrichum, which is not a problem in Bahia state. The aim of the present research was to compare the endophytic microbiota from seeds derived from the two states, to detect possible causes which could explain plant sanity differences in both regions and also to use endophytic microorganisms as biological controllers, a sustainable alternative to chemical products to control the disease. Endophytic bacteria and fungi from guarana seeds obtained from Bahia and Amazonas regions were isolated and studied as antagonists against Colletotrichum sp. strain L1 and also for enzymes production. The isolates identification was performed by partial sequencing the 16S rDNA region for bacterial isolates and rDNA ITS region for fungal isolates. Fungal morphological characterization was also done. We detect few differences between the number of bacteria isolated from Bahia and Amazonas seeds. Although only reduced number of seeds were analyzed, only six fungal isolates were obtained, all from Bahia. A total of 102 bacteria isolates, 48 from Amazonas and 54 from Bahia were selected. Antagonistic tests and enzymatic activities showed that from bacteria tested, 13, 5, 11 and 24 isolates were able to produce amylolytic, cellulolytic, pectinolytic and proteolytic activities respectively. All the six fungal isolates produced the tested enzymes with exception of proteases. From the positive tests, Bacillus, Paenibacillus, Ochrobacterium, Rhizobium and Microbacterium were the genera isolated from guarana seeds and the genera Lasiodiplodia and Fusarium were found among the endophytic fungi. Although no clear distinctions among isolated endophytes were found to explain anthracnose differences in Amazonas and Bahia, the results demonstrated the biotechnological potential of selected endophytic microbiota from guarana seeds for enzyme production and in vitro control of Colletotricum, the causal agent of guarana anthracnose

Completando 100 anos da descoberta da molestia, a Doenca de Chagas, causada pelo agente etiologico Trypanosoma cruzi, ainda e considerada nas Americas Central e do Sul um problema de saude publica, atingindo mais de 8 milhoes de individuos. Sua transmissao ocorre de distintas maneiras, como por vetores, transfusao sanguinea, transplante de orgaos, acidentes em laboratorios, via oral. O parasita e conhecido por sua heterogeneidade no genotipo e fenotipo, baseado em mutacoes cumulativas em diferentes sub-populacoes do parasita. A cepa CL Brener e uma cepa padrao para pesquisa com diversas peculiaridades interessantes como baixa infectividade em animais, resposta aos tratamentos existentes e seus marcadores geneticos serem estaveis. O clone CL B5 de T. cruzi e originado a partir da cepa CL Brener modificada geneticamente. A cepa possui um gene reporter, o LacZ de Escherichia coli que sintetiza uma enzima, a À-galactose que pode catalisar uma reacao colorimetrica com o substrato vermelho de clorofenol À-galactopiranosideo (CPRG). A atividade enzimatica e diretamente proporcional ao numero de parasita. No presente trabalho propomos a introducao de uma tecnica colorimetrica para caracterizacao de parametros para quantificacao do parasitismo tecidual e comparacao com a tecnica histologica e Real Time-PCR. Camundongos Balb/C machos foram divididos em grupos controle (nao infectado) e experimental variando a via de inoculacao, a saber, intraperitoneal (IP), subcutanea (SC) e oral (OR). As curvas parasitemicas foram realizadas por meio da coleta de sangue da cauda do animal. Apos morte dos mesmos, foram estudados os tecidos cardiaco, hepatico, esplenico, enterico e muscular (musculo esqueletico). Os orgaos foram retirados, divididos em tres porcoes equitativas para analise histologica, enzimatica e molecular. Na atividade enzimatica, comparando os tecidos em suas vias de inoculacao, o figado apresentou resultado significativo no grupo inoculado via IP. Tecido cardiaco apresentou diferenca estatistica (P<0,05) entre as vias de inoculacao OR e SC, apresentando maior atividade enzimatica na primeira, o que esta relacionado a uma maior quantidade de parasita tecidual. Nos cortes histologicos o grupo SC mostrou-se mais infectado com grande numero de ninhos de forma amastigota em praticamente todos os tecidos, enquanto nos demais grupos foram observados ninhos de amastigota em sua maioria no coracao e viii musculo esqueletico. A presenca do parasita nos demais tecidos foi confirmada pela eletroforese em gel de agarose 1,5% apos tecnica de PCR convencional. A Real Time-PCR nao se mostrou satisfatoria no trabalho devido a dificuldade na sua padronizacao. Concluindo, a metodologia enzimatica se mostrou favoravel e adequada na quantificacao parasitaria tecidual, podendo ser aperfeicoada para corroborar sua eficacia. / One hundred years after the discovery of Chagas Disease, an illness caused by blood born protozoan Trypanosoma cruzi, is still consider a public health problem. It is a major cause of morbidity and mortality in Central and South Americas where more than 8 million individuals are already infected. This illness can be contracted by different forms as vector transmission, blood transfusion, tissue transplant, laboratory accidents and oral route. The parasite has a heterogeneous genotype and phenotype due to accumulating mutation in their sub-populations. CL Brener is considered as a pattern strain due to some intrinsic characteristics as low infectivity, good response to therapy drugs and a stable genetic heritage. The CL B5 clone of T. cruzi was originated by a genetic modification of the CL Brener strain which has a reporter gene LacZ of Escherichia coli, which induces the syntesis of â-galactosidase which is able to catalyze a colorimetric reaction using the substrat Chlorophenol red-â-D-galactopyranoside (CPRG). The enzymatic activity is directly related with the number of the parasites. In this study we proposed a new colorimetric assay to quantify T. cruzi load in different animal tissues by comparing with other methodologies such histological and molecular assay (Real Time-PCR). Male Balb/C mice were separated into control and experimental groups according to the route of infection (IP-intraperitoneal, SC-subcutaneous, OR-oral). Parasitemic curves were made by collecting blood samples from the tail of experimental animals. Fifteen days after, animals were euthanized and their tissues removed (heart, liver, spleen, intestine and skeletal muscles) and divided in three portions for the colorimetric analyses, histopathology and molecular assay. The enzymatic activity was performed comparing the number of parasites in different tissues according to the route of infection. Comparing them, it was observed that heart and liver displayed the highest number of parasites as compared with the other studied tissues. In the liver, IP route triggered the highest number of parasites while in the heart OR and SC routes displayed enhanced parasites. The histopathology analysis revealed that SC group presented the highest number of amastigote nests. For IP and OR groups, nests were mostly observed in heart and skeletal muscles. T. cruzi DNA were detected using electrophoreses 1,5 % agarose gel after conventional PCR technique, displaying characteristic bands of DNA. The Real Time-PCR was not a satisfactory x assay for this study due to difficulties on its patronization. To conclude, the enzymatic methodology was advantageous and appropriated on quantifying tissue parasites. Some further experiments will be needed to improve methodology and its efficacy.

A adubação nitrogenada de soqueira de cana-de-açúcar no Brasil normalmente é feita no período seco do ano e a principal fonte de N é o nitrato de amônio, apesar de a ureia ser o principal fertilizante nitrogenado consumido no Brasil e no mundo. Para viabilizar o uso de ureia em áreas de cana-de-açúcar colhida sem queima, com grande quantidade de palha recobrindo o solo, devem ser adotadas estratégias que reduzam as perdas de amônia por volatilização, como uso de ureia estabilizada com inibidores de urease. Trabalhos prévios indicaram a necessidade de aumentar a concentração do inibidor de urease NBPT na ureia para reduzir perdas de amônia por volatilização em áreas de cana-crua, porém os efeitos na produtividade da cultura ainda não foram estudados. A hipótese deste trabalho é de que o aumento da concentração do inibidor de urease NBPT na ureia irá proporcionar ganhos de produtividade comparado à ureia convencional, demonstrando a viabilidade do uso de ureia estabilizada para adubação de soqueira de cana-crua. O presente trabalho foi executado em dois locais (Experimento 1, Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico de textura muito argilosa e Experimento 2, Latossolo Vermelho-Amarelo eutrófico de textura média) para avaliar o comportamento produtivo de soqueiras de cana-de-açúcar em função de doses de N nas formas de nitrato de amônio, ureia e ureia estabilizada com diferentes concentrações de NBPT. O delineamento experiemental foi de blocos inteiramente casualizados no esquema fatorial 6 x 2 + 1, sendo seis fontes de N (nitrato de amônio, ureia e ureia estabilizada com quatro doses de NBPT variando de 530 a 2000 mg kg-1), duas doses de N (50 e 100 kg ha-1 de N) e um tratamento adicional (Controle, sem adubação nitrogenada). Foram avaliados o perfilhamento, teor foliar de N, índice SPAD, produtividade de colmos, acúmulo de N na parte aérea e os atributos tecnológicos. Também foi avaliada a atividade enzimática da glutamina sintetase (GS) e nitrato redutase (NR) no Experimento 2. Os dados foram submetidos a análise de variância ao nível de 10 % de significância pelo teste F, e os fatores significativos foram comparados pelo teste Tukey a 10 % de significância. Os teores foliares de N não foram alterados pela interação dos fatores, sendo mais importante o aumento da dose de N, o que também ocorreu para atividade das enzimas GS e NR e para o índice SPAD. A produtividade de colmos foi influenciada distintamente entre as áreas. No Experimento 1, houve resposta significativa para as doses de N, independente da fonte de N . No Experimento 2 não houve diferença significativa na produtividade de colmos entre as doses e fontes de N. Os resultados deste trabalho indicam que não é necessário aumentar a concentração de NBPT na ureia e que, tanto a ureia convencional quanto a ureia estabilizada podem ser utilizadas para adubação nitrogenada de soqueira de cana-de- açúcar como fontes opcionais ao nitrato de amônio. / Nitrogen fertilization of sugarcane ratoon in Brazil is usually performed in the dry period of the year and the main source of N is ammonium nitrate, although urea is the main nitrogen fertilizer consumed in Brazil and in the world. In order to allow urea usage in green cane trash blanketing (GCTB) systems, with high amount of straw left on soil surface, strategies that reduce ammonia losses are required, such as the use of urea stabilized with urease inhibitors. Previous research indicated the need to increase the concentration of the urease inhibitor NBPT in urea to reduce ammonia losses in GCTB systems, but the effects on such increase on yield performance is unclear. This study was undertaken to test the hypothesis that increasing the concentration of NBPT in urea will provide yield gains when compared to untreated urea, demonstrating the feasibility of using stabilized urea in GCTB areas. Two field trials (Experiment 1, Oxisols of very clayey texture and Experiment 2, medium-texture Oxisols) were set up to evaluate the yield performance of sugarcane fertilized with N rates as ammonium nitrate, urea and urea stabilized with different concentrations of NBPT. The experimental design was a complete randomized blocks on factorial scheme 6 x 2 + 1, with six N sources (ammonium nitrate, urea and urea stabilized with NBPT concentration ranging from 530 to 2000 mg kg-1), two doses of N (50 and 100 kg ha-1 of N) and an additional control (no N fertilization). It was evaluated the tillering, foliar N content, SPAD index, crop yield, shoot N accumulation and the technological attributes. The enzymatic activity of glutamine synthetase (GS) and nitrate reductase (NR) was also evaluated in Experiment 2. Data were submitted to analysis of variance at the 10 % level of significance by the F test, and the significant factors were compared by the Tukey test at 10 % significance. Leaf N contents weren\'t affected by the interaction of the factors, being more important the increase of the dose of N, which also occurred for the activity of GS, NR and for the SPAD index. Sugarcane response to N fertilization varied among sites. In Experiment 1, there was a significant response to N rates, independently of N sources evaluted. In Experiment 2 there was no significant effect of N sources or rates on sugarcane yield. The results of this study indicate that increasing NBPT concentration in urea will not improve sugarcane yield. However, both urea and stabilized urea resulted in similar yield performance when compared to ammonium nitrate for fertilization of GCTB systems.

Submitted by Michele Mologni (mologni@unoeste.br) on 2017-06-13T13:30:56Z No. of bitstreams: 1 Viviane Cacefo.pdf: 1556310 bytes, checksum: 3f9d8dc2ff4a08b8acc2ec7e1a731117 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T13:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Viviane Cacefo.pdf: 1556310 bytes, checksum: 3f9d8dc2ff4a08b8acc2ec7e1a731117 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / C4 plants have been classified into three groups based on the enzymes used to decarboxylate C4 acids in the bundle sheath: NADP-ME, NAD-ME and PEPCK subtypes. Numerous molecular, biochemical and physiological evidences indicate that C4 plants could exhibit a certain degree of flexibility in the use of the three established decarboxylation mechanisms, depending on environmental factors. In this context, the objective of this work was to evaluate the modulation of the pathways of decarboxylation of the C4 photosynthesis in sugarcane (NADP-ME specie) under water deficit. The experiment was realized with two genotypes - RB92579 (tolerant to water deficit) and SP80-3280 (susceptible to water deficit) submitted to four treatments: control (normal conditions of water supply), moderate stress (-1,5 to -1,8 MPa), severe stress (below -2,0 MPa) and recovery (48 hours after rehydration). Leaf water potential, leaf gas exchange and biomass production were measured for the physiological characterization of the plants. Changes in the transcriptional responses of genes encoding C4-cycle enzymes (NADP-ME, NAD-ME, PEPCK, AspAT, AlaAT, PEPC, NADP-MDH and PPDK) and the activities of the enzymes NADP-ME, NAD-ME, PEPCK, AspAT and AlaAT were analyzed by RT-qPCR and spectrophotometry, respectively. Under water deficit conditions the genotypes SP80-3280 was more sensitive to drought stress in terms of increased loss of above ground biomass and lower leaf water potential. It also showed less capacity of photosynthetic recovery following rehydration compared to the tolerant genotypes RB92579. The analysis of transcriptionals and of the activities of enzymes involved in the C4 photosynthetic pathway showed that sugarcane uses the PEPCK pathway as a decarboxylation mechanism in addition to the NADP-ME, which was more evident under water deficit conditions for both the drought tolerant and susceptible genotypes. Finally, the results here obtained, together with the existing information, do not support the established classification of sugarcane (Saccharum spp.) as a classical NADP-ME C4 subtype, but instead should be considered as a NADP-ME + PEPCK species. / As plantas C4 são classificadas em três grupos de acordo com as enzimas utilizadas para descarboxilação de ácidos C4 na bainha dos feixes vasculares: subtipos NADP-ME, NAD-ME e PEPCK. Inúmeras evidências moleculares, bioquímicas e fisiológicas indicam que plantas C4 podem exibir certo nível de flexibilidade na utilização dos três mecanismos de descarboxilação, dependendo de fatores ambientais. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a modulação das vias de descarboxilação da fotossíntese C4 em cana-de-açúcar (espécie NADP-ME) sob déficit hídrico. O experimento foi realizado com dois genótipos - RB92579 (tolerante ao déficit hídrico) e SP80-3280 (suscetível ao déficit hídrico) submetidos a quatro tratamentos: controle (condições normais de suprimento de água), estresse moderado (-1,5 a -1,8 MPa), estresse severo (abaixo de -2,0 MPa) e recuperação (48 hrs após a reidratação). Foram realizadas análises de potencial de água foliar, trocas gasosas foliares e biomassa para caracterização fisiológica das plantas. As alterações nas respostas transcricionais dos genes codificadores de enzimas do ciclo C4 (NADP-ME, NAD-ME, PEPCK, AspAT, AlaAT, PEPC, NADP-MDH e PPDK) e atividades das enzimas NADP-ME, NAD-ME, PEPCK, AspAT e AlaAT, foram analisadas por RT-qPCR e espectrofotometria, respectivamente. Em condições de déficit hídrico, o genótipo SP80-3280 foi mais sensível ao estresse por seca em termos de aumento da perda de biomassa e menor potencial de água foliar. Também mostrou menor capacidade de recuperação fotossintética após reidratação do que o genótipo tolerante RB92579. As análises transcricionais e das atividades das enzimas envolvidas na via fotossintética C4 mostraram que a cana-de-açúcar utiliza a via PEPCK como mecanismo de descarboxilação, além da NADP-ME, mais evidente em condições de déficit hídrico tanto para genótipos tolerantes à seca como para suscetíveis. Finalmente, os resultados aqui obtidos, juntamente com a informação existente, não suportam a classificação estabelecida da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) como um subtipo C4 NADP-ME clássico, mas considerá-la como uma espécie NADP-ME + PEPCK.

O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho produtivo, a atividade enzimática pancreática e o rendimento de carcaça e cortes de frangos alimentados com rações fareladas e peletizadas com ou sem adição de protease. Foi realizada, também, a análise econômica dos tratamentos experimentais. Para tanto, foram utilizadas 768 aves, criadas de 1 a 42 dias de idade, distribuídas em um delineamento inteiramente casualizado em arranjo fatorial 2x2x2 (formas físicas da ração, níveis nutricionais e inclusão ou não de protease) com oito repetições por tratamento. As aves receberam os seguintes tratamentos experimentais: T1- ração farelada com redução de níveis nutricionais e sem adição de protease; T2- ração farelada com redução de níveis nutricionais e com adição de protease; T3- ração farelada com níveis nutricionais recomendados e sem adição de protease; T4- ração farelada com níveis nutricionais recomendados e com adição de protease; T5- ração peletizada com redução de níveis nutricionais e sem adição de protease; T6- ração peletizada com redução de níveis nutricionais e com adição de protease; T7- ração peletizada com níveis nutricionais recomendados e sem adição de protease; T8- ração peletizada com níveis nutricionais recomendados e com adição de protease. Os resultados foram analisados por meio do pacote estatístico SAS (2012). A peletização das rações promoveu melhora nos índices zootécnicos de frangos de corte. A adição de protease exógena não exerceu efeito principal sobre o desempenho e rendimento de carcaça e cortes, mas em dietas com redução de proteína bruta e aminoácidos, melhorou os índices econômicos da criação de frangos de corte, assim como o processo de peletização de forma geral. A adição de protease exógena e redução dos níveis de proteína e aminoácidos promoveram menor atividade da quimotripsina. Rações peletizadas com níveis nutricionais recomendados e adição de protease apresentaram os maiores custos de produção / The aim of this study was to evaluate the performance, pancreatic enzyme activity and carcass yield and cuts of broilers fed with mashed and pelleted diets with or without addition of protease. Also, it was performed economic analysis of experimental diets. Seven hundred sixty eight birds were reared from 1 to 42 days old, distributed in a completely random design in a 2x2x2 factorial arrangement (physical forms of feed, nutritional levels and with or without addition of protease) with eight replicates per treatment. The birds had received the following experimental treatments: T1 mashed diet with reduced nutritional levels and without addition of protease; T2 mashed diet with reduced nutritional levels and with addition of protease; T3 mashed diet with recommended nutritional levels and without addition of protease; T4 mashed diet with recommended nutritional levels and with addition of protease; T5 pelleted diet with reduced nutritional levels and without addition of protease; T6 pelleted diet with reduced nutritional levels and with addition of protease; T7 pelleted diet with recommended nutritional levels and without addition of protease;T8 pelleted diet with recommended nutritional levels and with addition of protease. The results were analyzed using the statistical program SAS (2012). The pelleted diets provided improvement in performance parameters of broilers. The addition of exogenous protease did not have main effect on the performance and carcass yield and cuts, but in diets with reduced crude protein and amino acids, improved economic index of the rearing of broilers, as well as the pelleting process generally. The addition of exogenous protease and reduced levels of protein and amino acids provided lower activity of chymotrypsin. Pelleted diets with recommended nutritional levels and addition of protease showed the highest production costs

Les interactions mito-nucléaire sont au centre des fonctions de la mitochondrie, telles que la production d’énergie. Or, peu d’informations sont connues sur comment le génome mitochondrial peut influencer la réponse nucléaire. Les cybrides (hybrides cytoplasmiques) peuvent présenter des modifications phénotypiques (adaptatives ou non) dûe à ces interactions. Dans cette étude, les différents mitotypes (haplotype mitochondriale) de l'espèce Chrosomus eos furent utilisés comme modèle afin d’étudier plus en profondeur les interactions entre les différents génomes d’une cellule. Ce complexe présente en plus du type sauvage, deux types de cybrides, dont les mitochondries proviennent de deux refuges glaciaires différents : Mississippien et Atlantique. Cette étude fut effectuée sur des individus en sympatrie afin de prendre en compte l’influence environnementale. Des populations en allopatrie furent également mesurés séparément afin de complémenter les études précédentes. Afin de répondre à ces objectifs, plusieurs approches furent employées, adressant ainsi divers niveaux d’intégration : la méthylation, la transcription, la protéomique et l’activité enzymatique. Des différences entre les divers mitotypes furent observées, mais de magnitude inférieure à l’influence environnementale. Ce résultat suggère donc que les différences associées au mitotype en sympatrie affecte leur répartition et leur habileté à coloniser différents types d’environnements, créant ainsi la similarité intra-mitotype inter-lac observé dans les études précédentes. Pour adresser l’analyse transcriptomique, une référence a été produite. Cette référence offre beaucoup d’informations pour des applications futures. / The mito-nuclear interactions are at the center of the mitochondrial functions, such as energy production. Despite their importance, little is known about how the influence of the mitochondrial genome on the nuclear genes expressions. The cybrids (cytoplasmic hybrids) can present phenotype modification (adaptive or not) caused by the mito-nuclear interactions. In this study, different mitotype of Cybrids of the Chrosomus eos species were used as model to further study the interaction between a cell’s genomes. This complex of species has two types of cybrids, the mitochondria of which originates from two different glacial refugia : Atlantic and Mississippian. This set up of this study was a sympatric lake, to minimise the environmental factor. Allopatric population were also separately analysed to supplement past studies. To accomplish these goals, multiple methods were used, assessing also multiple levels of gene expression: Methylation, transcription, protein and enzymatic activity. Differences between mitotypes were observed, but of lesser magnitude then the environmental factor. Thus, this result suggest that the differences associated to the sympatric mitotypes drive a deference in environment colonization, which would create the inter-lake intra-mitotype similarity observed in past studies. To assess the transcription of mitotype, a transcriptomic reference was produced. This reference offers a lot of information and future applications.

Les plantations d'Eucalyptus, au Congo (région de Pointe-Noire) comme au Maroc (forêt de la Maâmora), soulèvent des controverses quant à leurs effets sur des sols sableux pauvres en matière organique. Dans un enjeu de développement durable de tels écosystèmes anthropiques, les recherches sur le sujet se sont multipliées. Toutefois, les connaissances relatives au fonctionnement biologique des sols sous ces plantations méritent encore d'être approfondies. Principaux acteurs de ce fonctionnement biologique, les organismes vivant dans ces sols et leurs activités ne sont que trop peu décrites, et nécessitent en ce sens de se trouver au cœur des études sur le sujet. Notre travail de thèse s'inscrit dans ces problématiques. Ainsi, nous évaluons les conséquences du reboisement sur les communautés de la macrofaune et des microorganismes de ces sols, et également l'activité des enzymes clés liées aux principaux cycles biogéochimiques (C, N et P).Cette recherche présente la particularité de la prise en compte simultanée de deux facteurs peu souvent évoqués, que sont, l'« âge des plantations » et la « profondeur du sol ». Nous avons abordé ces questions par une étude multi-échelle.Ainsi, nous avons étudié les macroinvertébrés quant à leur diversité taxonomique et à leur composition verticale, selon une approche combinée (TSPF + carré anglais). Par la suite, les premières caractérisations de structure et de diversité des communautés microbiennes ont été réalisées. Ceci, par mesure de densité et par déterminations morphotypiques (cultures in vitro) et génétiques (DGGE), au niveau des communautés totales. Par mesure du potentiel métabolique pour ce qui est des communautés fonctionnelles (plaques Biolog). Enfin, l'activité biologique des sols a été évaluée en mesurant l'activité de huit enzymes et l'activité microbienne globale (hydrolyse FDA).Ainsi, par comparaison à la forêt naturelle adjacente, cette étude nous a permis de mettre en évidence que l'introduction d'eucalyptus sur savane (Congo) ou sur chêne-liège dégradé (Maroc), modifie la structure et la diversité des communautés de la macrofaune et des microorganismes du sol ainsi que le profil des activités enzymatiques. Aussi bien en fonction de l'âge des plantations que de la profondeur du sol, ceci est valable. C'est le fonctionnement biologique qui se trouve donc impacté.Les proportions et les conséquences de cet impact restent toutefois particulières à chaque cas. Il faut cependant noter exception pour les activités enzymatiques liées au cycle de l'azote, qui apparaissent influencées de façon comparable dans les deux cas à l'étude. Ces activités diminuent significativement avec l'âge du peuplement, confirmant le statut déficitaire en azote de ce type de plantation. / Eucalyptus plantations in Congo (Pointe-Noire region) and in Morocco (Mamora forest) raised certain controversies regarding their effects on the sandy poor soils. In such anthropogenic ecosystems, researches on the subject have multiplied in order to ensure their sustainable management. However, knowledge on the biological functioning of soils in these plantations still needs to be explored. Main actors of this biological functioning are soil organisms and their activities which have been described very little, and need to be more studied. Our thesis encompasses this problematic. Therefore, we evaluated the impact of reforestation on the communities of macrofauna and microorganisms of soil, and the activity of different key enzymes, as well, related to main biogeochemical cycles (C, N and P). This research presents, particularly, a simultaneous consideration of two factors rarely mentioned before: the "age of the plantations" and "soil depth". We addressed these issues by a multi-scale study. We studied macroinvertebrates by their taxonomic diversity and vertically composition by a combined approach (TSPF + English square). Subsequently, the characterization of structure and diversity of microbial communities was done by density measurements, morphotype-specific (in-vitro culture) and the genetic determinations (DGGE) and by measuring the metabolic potential in terms of functional communities (Biolog plates). Finally, soil biological activity was evaluated by determining the activity of eight different enzymes and the total microbial activity (FDA hydrolysis).Therefore, as compared to the adjacent natural forest soils, this study allowed us to demonstrate that the introduction of eucalyptus plantations, in savanna (Congo) or in degraded cork oak ecosystem (Morocco), alters the structure and diversity of macrofauna communities, soil microorganisms and the enzymatic activity profiles. Consequently, the biological functioning of the soils is impacted both in terms of the age of plantations and soil depth. However, the proportions and the consequences of this impact were very specific in each case, with the exception of enzymatic activities related to the nitrogen cycle, which influenced comparatively in both studies. These activities decreased significantly along with the stand age of eucalyptus plantations, confirming the deficient status of nitrogen in such plantations.

A necessidade de economias sustentáveis tem aumentado o interesse no desenvolvimento de plataformas microbianas para novos processos, tanto para a produção de biocombustíveis quanto para a síntese de compostos que demandam alta capacidade energética e processamento químico em sua produção. O isolamento de microrganismos, capazes de degradação materiais lignocelulósicos, resistentes a diferentes inibidores e com rendimento elevado na biossíntese de moléculas específicas faz-se necessário para atender tais propósitos. Neste trabalho, microrganismos cultiváveis isolados do trato digestivo de larvas dos insetos pragas de cana-de-açúcar, besouro da raiz, Migdolus fryanus, bicudo da cana, Sphenophorus levis, broca-gigante da cana, Telchin licus licus e de broca-da-cana, Diatraea saccharalis, foram caracterizados quanto a atividade enzimática em fontes de carbono e identificados por técnicas moleculares. Larvas no terceiro ínstar de M. fryanus e S. levis e quinto ínstar de T. licus licus e D. saccharalis foram coletadas em plantios de cana-de-açúcar no interior de São Paulo. Um total de 341 microrganismos cultiváveis foram avaliados quanto a capacidade de degradação de substratos lignocelulósicos, como única fonte de carbono em meio sólido usando o índice de atividade enzimática (I.E.). Os isolados foram identificados por sequênciamento das regiões do 16S rRNA para bactérias, ITS rDNA para fungos e 26S rDNA para leveduras. Bactérias com atividade enzimática foram relacionadas aos gêneros do filo Firmicutes Bacillus, Enterobacter Serratia e Citrobacter. Os isolados relacionados à B. amyloliquefaciens destacaram-se na degradação da celulose. Entre fungos filamentosos, leveduras e leveduriformes, a atividade enzimática foi destacada para a degradação da hemicelulose. Fungos filamentosos e leveduras pertencem ao filo Ascomycota e os leveduriformes ao filo Chlorophyta. Fungos que apresentaram hidrólise de xilano foram relacionados aos gêneros Pyrenophora, Aspergillus e Penicillium. As leveduras relacionam-se a nove gêneros, majoitariamente aos gêneros Meryerozyma e Candida. Leveduras com capacidade hidrolítica destacada foram relacionadas à Meyerozyma guilliermondii, Cryptococcus laurentti, Candida pseudointermedia, C. parapsilosis, C. solani e Aureobasidium pullulans. Entre as leveduras, 40 isolados apresentam sequências que diferem em mais de 1% das sequências referência, podendo-se inferir a respeito de possíveis novas espécies. No ensaio cinético, realizado para a triagem de leveduras com capacidade de bioconversão da D-xilose em xilitol e etanol, o maior rendimento em xilitol foi demonstrado pelo microrganismo relacionado à Prototheca zopfi var. hydrocarbonea. A capacidade desse organismo de produzir xilitol não havia sido descrita. Os resultados obtidos nesse trabalho, revelaram que o trato digestivo das pragas de cana-de-açúcar como uma fonte de microrganismos que apresentam capacidade de degradação enzimática para celulose e xilano cujo potencial para utilização na biotecnologia industrial ainda precisa ser revelado / The pursuit for sustainable economies has increased the interest in development of microbial-based platforms for new processes, both for biofuel production and for the synthesis of compounds, which demands high energetic capacity and chemical processing in its production. The isolation of microorganisms capable of degradation of lignocellosic materials, resistant to different inhibitors and highly efficient in the biosynthesis of specific molecules is necessary to achieve such purposes. In this research, cultivable microorganisms isolated from the larval gut of sugarcane pests: sugarcane borer root Migdolus fryanus, sugarcane weevil Sphenophorous levis, giant sugarcane borer Telchin licus licus and sugarcane borer Diathrea saccharalis, were characterized according to their extracellular enzymatic activity in carbon sources and molecularly identified. Third-instar larvae of Migdolus fryanus and S. levis and fifth-instar larvae of T. licus licus and D. saccharalis were collected in sugarcane fields in São Paulo, Brazil. A total number of 341 strains were evaluated for their capacity of degradation of lignocelulitic substrates, as single carbon sources in solid medium. The enzymatic activities of the strains were estimated by Enzymatic Activity Index (EAI); further, the strains were molecularly identified by sequencing of the 16S rRNA region for bacterias; ITS rDNA region for filamentous fungi and 26S rDNA region for yeasts. Bacteria strains which presented enzymatic activity were related to Firmiculites genera Bacillus, Enterobacter, Serratia and Citrobacter. Strains related to B. amyloliquefaciens have demonstrated higher levels of cellulosic degradation. Among filamentous fungi, yeasts and yeast-like organisms higher activity was showed to degradation of hemicelluloses. Filamentous fungi and yeasts belong to phylum Ascomycota, and the yeast-like organisms to phylum Chlorophyta. Six filamentous fungi which presented higher hidrolisys of xylan were related to Pyrenophora, Aspergillus and Penicillium genera. Yeasts were related mostly to the Meryerozyma and Candida genera. Yeasts with higher hydrolysis cababilities were reated to Meyerozyma guilliermondii, Cryptococcus laurentti, Candida pseudointermedia, C. parapsilosis, C. solani e Aureobasidium pullulans. Among the yeasts, 40 strains showed sequences that differ by more than 1% from reference sequences, which allows infering about possible new species. In the kinetic assay carried out for screening for yeasts capable of bioconverting D-xylose into xylitol and ethanol, higher yields of xylitol were obtained for the yeast-like organism related to Prototheca zopfi var. hydrocarbonea. This microorganism\'s ability to produce xylitol had not been reported yet. The results obtained in this work have demonstrated the gut of sugarcane pests as source of microorganisms capable of enzymatic degradation of cellulose and xylan, whose potential for use in the industrial biotechnology has yet to be revealed.