As we approach the 21st Century, our society is increasingly being faced with technological advances. One of such areas of advancement is the reasearch involving human genes. The human genome-mapping project(HGMP) started on the first of october 1990 with a group of over 350 labs. but by late 90's, many important advances had been discovered concerning how to improve the human specie. With these advances came ethical questions and concerns.Both moral and legal questions have been raised as to the effectiveness and safty of this technology. It is the contention of this paper to give a clearer meaning and understanding of the ethics of genetic control.As such I will discuss the wide spread fears and anxiety brought about by the introduction of this new technology. To make this aim more comprehensible, I will pay particular attention to Joseph Fletcher and his books on Genetic control, and Humanhood: Essays In Biomedical Ethics. Fletchers ardent support for genetic control has developed worldwide debates from both ethicists and philosophers as to the safty and efficiency of genetic engineering.

Submitted by PATRÍCIA MEIRIELE MARINI (patriciammarini@hotmail.com) on 2018-06-28T22:29:52Z No. of bitstreams: 1 Tese final corrigida - PATRICIA MARINI.pdf: 1191208 bytes, checksum: e96c8b003a5ccafde276681e172519cb (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Pizzani null (luciana@btu.unesp.br) on 2018-07-04T14:37:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marini_pm_me_bot.pdf: 1191208 bytes, checksum: e96c8b003a5ccafde276681e172519cb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-04T14:37:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marini_pm_me_bot.pdf: 1191208 bytes, checksum: e96c8b003a5ccafde276681e172519cb (MD5) Previous issue date: 2018-05-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Meloidogyne incognita é considerado um dos nematoides de maior importância econômica em termos mundiais. Para seu adequado manejo, uma das estratégias mais eficientes é o uso de cultivares resistentes. Portanto, estratégias para otimizar os programas de melhoramento genético são necessárias. A análise de expressão gênica tem ampliado a compreensão dos mecanismos de interação planta-nematoide e acelerado o desenvolvimento de genótipos resistentes. A cultivar de aveia branca IPR Afrodite, resistente a M. incognita, e cultivares suscetíveis foram avaliadas em relação à sua tolerância a este nematoide, além de ter sido estudado o comportamentode genes candidatos que regulam sua resistência, desafiados com densidades populacionais iniciais crescentes de M. incognita, durante o seu estabelecimento e manutenção do parasitismo. Para a avaliação da tolerância, plantas cultivadas em vasos de 3.600 cm3 foram inoculadas com 0,0625 (187,5); 0,125 (375); 0,25 (750); 0,5 (1500); 1 (3000); 2 (6000); 4 (12000); 8 (24000); 16 (48000) e 32 (96000) exemplares por cm3 de solo e avaliadas aos 67 dias após a inoculação (DAI), através da mensuração do desenvolvimento das plantas, além da multiplicação do nematoide. Os resultados mostraram que, em densidades menores, IPR Afrodite apresentou fator de reprodução próximo a 1,0, sugerindo menor expressão da resistência. Em função desses resultados, experimento semelhante foi conduzido para análise da expressão gênica dessa cultivar ao nematoide, com avaliações aos 0 (imediatamente antes da inoculação), 2 e 9 DAI. A partir de reações de RT-qPCR, verificou-se que dois genes (Lrk 14 e LOX) apresentaram regulação em resposta ao nematoide e padrões de regulação diferenciados entre as cultivares. IPR Afrodite apresentou estratégias moleculares contrastantes às observadas em URS Torena, sugerindo-se que há regulação tardia e negativa em URS Torena, enquanto que, em IPR Afrodite, Lrk14 atuou como amplificador de respostas de defesa inicial, prolongando o sinal de ameaça após a detecção inicial do patógeno. O gene que codifica LOX foi desencadeado, como resposta induzida por efetores, o que geralmente resulta em reação de hipersensibilidade, como já observado em trabalhos anteriores envolvendo tal interação. / Meloidogyne incognita is considered one of the main economic important nematodes worldwide. For its management, the use of resistant cultivars is amongst the more efficient strategy. Therefore, strategies to optimize the genetic breeding programs are necessary. The gene expression analysis has amplified the comprehension about the mechanisms involved in the plant-nematode interaction and accelerated the development of resistant genotypes. The oat cultivar IPR Afrodite, resistant to M. incognita, and cultivars suscetibles was evaluated in relation to its tolerance to this nematode and, besides, the behavior of candidate genes regulating the resistance reaction was studied, challenged with crescent initial population densities of M. incognita, during its establishment and parasitism maintenance. To tolerance evaluation, plants cropped in 3,600 cm3 -pots were inoculated with 0,0625 (187,5); 0,125 (375); 0,25 (750); 0,5 (1500); 1 (3000); 2 (6000); 4 (12000); 8 (24000); 16 (48000) e 32 (96000) exemplars.cm-3 of soil and evaluated at 67 days after inoculation (DAI), through the mensuration of the plant development and nematode multiplication. Results showed that, in lower densities, IPR Afrodite showed reproduction factor values closed to 1.0, suggesting a lower resistance expression. In face of these results, a similar experiment was conducted to gene expression analysis of this cultivar to nematode, with evaluations at 0 (immediately before inoculation), 2 and 9 DAI. From RT-qPCR reactions, we could verify that two genes (Lrk and LOX) were regulated in response to nematode and that different regulatory patterns were observed between cultivars. IPR Afrodite showed molecular strategies contrasting to those observed in URS Torena, suggesting a late and negative regulation in URS Torena, while to IPR Afrodite, Lrk14 acted as an amplifier of initial defense responses, prolonging the threat signal after the initial detection of the pathogen. The gene that codifies to LOX was unleashed, as a response induced by effectors, which usually results in a hypersensitive reaction, as observed previously.

Submitted by Luciana Sebin (lusebin@ufscar.br) on 2016-09-20T18:39:28Z No. of bitstreams: 1 DissAMN.pdf: 2525250 bytes, checksum: d1ef9cb6cbb03453941fe9349c5da36a (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T12:59:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAMN.pdf: 2525250 bytes, checksum: d1ef9cb6cbb03453941fe9349c5da36a (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T13:00:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAMN.pdf: 2525250 bytes, checksum: d1ef9cb6cbb03453941fe9349c5da36a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T13:00:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAMN.pdf: 2525250 bytes, checksum: d1ef9cb6cbb03453941fe9349c5da36a (MD5) Previous issue date: 2014-10-31 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The majority of species in the genus Anastrepha is endemic to the Neotropics and many are of great economic importance because they inflict great damage to several different fruit crops. Brazil has low insertion in international markets because of the demand for quality products with no pesticide residues, which force the improvement of control techniques. Thus, an alternative to insect pests control is the Sterile Insect Technique (SIT), which reduces the pest population by mass release of sterile insects. However, sterilization by radiation has many side effects, reducing the competitiveness of released males relative to wild males. For this reason, different strategies have been used, such as the production of transgenic individuals not only in order to sterility but also increasing the vitality presented by these males compared to wild males. To accomplish that, an important approach could be the study of genes involved in the reproductive process. In this work, we selected nine candidate genes for expression studies of our transcriptome data, which have the potential of being involved in the reproductive process in Anastrepha because they belong to gene families that have already been associated to the reproductive process, and showed differential expression between the contrast of virgin and post-mating of transcriptome data in Anastrepha flies. Since no qPCR study has been done to date in Anastrepha, we tested several reference genes for normalization of expression data. The genes Rpl18, Rps17 and Ef1a were deemed suitable and used here to standardize studies of expression between life stages of A. obliqua. The qPCR gene expression analysis revealed interesting gene expression patterns for AttA, Obp56a and Obp99c, which increases the potential of these genes being involved in the reproductive process. Obp56a showed a higher expression in virgin females in contrast to postmating, whereas AttA and Obp99c showed higher expression in male in contrast to females, which may be interesting for genetic control techniques. We applied the RNAi silencing technique with AttA and Obp99c, aiming to generate information about the participation of these genes in reproduction. Thus, our results pointed for three candidate genes that could be interesting for population control techniques, with potential of being involved in the reproductive process, which stimulates further researches in Anastrepha obliqua. / A maioria das espécies do gênero Anastrepha é endêmica à região neotropical e diversas têm importância econômica por causar grandes prejuízos às culturas de frutos. O Brasil tem baixa inserção no mercado internacional de frutas frescas devido às exigências por produtos de qualidade e sem resíduos de agrotóxicos, o que força o aprimoramento das técnicas de controle de insetospraga. Uma das alternativas é a Técnica do Inseto Estéril (SIT), que visa à redução da população da praga pela liberação em massa de insetos estéreis. Porém, a esterilização por radiação traz muitos efeitos colaterais, diminuindo a competitividade dos machos liberados em relação aos machos selvagens. Por esse motivo, diferentes estratégias têm sido utilizadas como a produção de indivíduos transgênicos visando não só a esterilidade como também o aumento do vigor apresentado por esses machos em relação aos selvagens. Para isso, uma abordagem importante seria o estudo de genes envolvidos no processo reprodutivo. Neste trabalho selecionamos nove genes para estudos de expressão por qPCR candidatos de nossos dados de transcriptomas com potencial de estarem envolvidos no processo reprodutivo em Anastrepha por pertencerem a famílias já relacionadas ao processo reprodutivo, além de apresentarem expressão diferencial entre os transcriptomas de machos virgens e machos pós-cópula. Como nenhum estudo de qPCR havia sido feito ainda em Anastrepha, testamos diversos genes de referência para a normalização dos dados de expressão. Os genes rpl18, rps17 e ef1a foram considerados adequados e padronizados para estudos de expressão entre fases de vida de A. obliqua. As análises de expressão por qPCR revelaram que os genes AttA, Obp56a e Obp99c apresentam padrões de expressão interessantes para investigação e aumentam o potencial desses genes estarem de fato participando do processo reprodutivo. Obp56a apresentou maior expressão em fêmeas virgens em relação às pós-cópula. Já AttA e Obp99c apresentaram maior expressão em machos em relação às fêmeas, fato que pode ser interessante para técnicas de controle genético. Aplicamos a técnica de silenciamento por interferência por RNA nesses genes, com o objetivo de trazer informações sobre a participação desses genes na reprodução. Dessa forma nossos resultados apontam para três genes candidatos que podem ser interessantes para técnicas de controle de populações, com potencial de estar participando do processo reprodutivo o que estimula futuras investigações destes em Anastrepha obliqua.

A ferrugem alaranjada da cana-de-açúcar, causada pelo fungo Puccinia kuehnii, é atualmente a doença que mais preocupa o setor sucroenergético brasileiro, devido a sua introdução recente no país e aos prejuízos causados em indústrias canavieiras ao redor do mundo. A doença é controlada com variedades resistentes e por isso há a necessidade de maiores informações sobre a reação das cultivares mais importantes no Brasil. Os objetivos deste trabalho foram: (i) avaliar a reação de variedades de cana-de-açúcar à ferrugem alaranjada, em condições de infecção natural no campo; (ii) determinar a melhor época para avaliação da doença; (iii) estabelecer um método, em casa de vegetação e com inoculação artificial do patógeno, para seleção rápida de variedades com resistência no campo. Dezessete variedades foram avaliadas quanto às suas reações a P. kuehnii em dois experimentos de campo, plantados em abril e julho de 2011; neste último, após a colheita em maio de 2012, a cana-soca também foi avaliada. Para multiplicar e uniformizar a distribuição do inóculo, a variedade suscetível SP89-1115 foi usada como bordadura e plantada entre os blocos e em duas linhas, dividindo cada experimento ao meio. Avaliou-se a severidade da doença a cada 15 dias e, a partir destes dados, calculou-se a área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD) e obteve-se a severidade máxima da doença. Para identificar o melhor período de avaliação, realizou-se análise de correlação entre a AACPD e cada levantamento de severidade. Em casa de vegetação, seis variedades com reações distintas à doença, com base nos resultados obtidos no campo, foram inoculadas com uma suspensão de 104 urediniósporos viáveis mL-1 de P. kuehnii, com auxílio de pulverizador manual, 60 dias após o plantio. As plantas foram mantidas por 24 horas em câmara de orvalho e, posteriormente, transferidas para casa de vegetação. Foram determinados os períodos de incubação e latência, o número de pústulas por cm2 e a severidade da doença. Oito das 17 variedades avaliadas no campo mostraram alta resistência à doença. As cultivares RB72454 e SP89-1115 foram as mais suscetíveis, seguidas da SP79-2233; por isso, o cultivo das mesmas não é recomendado. As variedades RB925211, SP81-3250, RB855156 e RB92579 tiveram reação intermediária, sendo que as duas primeiras apresentaram maiores níveis da doença. Avaliações realizadas no mês de março foram as que mais se correlacionaram com a AACPD, portanto este é o melhor período para determinar a reação de variedades de cana-de-açúcar à ferrugem alaranjada. O comportamento das variedades em casa de vegetação foi semelhante ao observado no campo, especialmente em relação às cultivares suscetíveis e resistentes. Assim, o método aplicado em casa de vegetação mostrou potencial para selecionar, em poucos dias, cultivares com resistência à doença no campo, além de economizar espaço, mão de obra e de ser facilmente executado. / Currently, sugarcane orange rust, caused by Puccinia kuehnii, is the disease that most concerns the Brazilian sugarcane industry, due to its recent introduction in the country and the damage caused to sugarcane industries all over the world. The disease is controlled with resistant varieties; hence there is a need for more information about the reaction of the major cultivars in Brazil. The objectives of this work were: (i) to evaluate the reaction of sugarcane varieties to orange rust in field, under natural infection conditions; (ii) to determine the best time for disease assessment; (iii) to establish a method in greenhouse, based on artificial inoculation, for rapid selection of field resistant varieties. Seventeen varieties were studied in two field experiments, planted in April and July 2011; in the latter, after the harvest in May 2012, the ratoon was also evaluated. The susceptible variety SP89-1115 was used as border and planted between the blocks in two lines, dividing each experiment in two halves in order to multiply and standardize the inoculum in the area. Disease severity was evaluated every 15 days and the area under disease progress curve (AUDPC) was calculated and the maximum disease severity was obtained. To identify the best time for disease assessment, a correlation analysis between the AUDPC and each disease severity assessment was done. In greenhouse, six varieties with different reactions to the disease based on results obtained in field were inoculated with a suspension of 104 viable urediniospores mL-1 of P. kuehnii with a manual sprayer 60 days after planting. Plants were maintained in dew chamber for 24 hours and afterwards they were transferred to the greenhouse. The incubation and latent period were determined as well as the number of pustules cm-2 and disease severity. Eight out of 17 varieties evaluated in field showed high disease resistance. The varieties RB72454 and SP89-1115 were the most susceptible, followed by SP79-2233; therefore, their commercial cultivation is not recommended. The varieties RB925211, SP81-3250, RB855156 and RB92579 had intermediate reaction, with the first two showing higher disease levels. Evaluations performed in March showed the highest correlation with AUDPC, thus this period is the best for determining sugarcane reaction to orange rust. The varieties reaction in greenhouse was similar to that observed in the field, particularly in relation to susceptible and resistant cultivars. So, the method applied in greenhouse showed potential to select, in a few days, field disease-resistant varieties, besides saving space and labor and being easily implemented.

Orientador: Silvia Renata Siciliano Wilcken / Resumo: Meloidogyne incognita é considerado um dos nematoides de maior importância econômica em termos mundiais. Para seu adequado manejo, uma das estratégias mais eficientes é o uso de cultivares resistentes. Portanto, estratégias para otimizar os programas de melhoramento genético são necessárias. A análise de expressão gênica tem ampliado a compreensão dos mecanismos de interação planta-nematoide e acelerado o desenvolvimento de genótipos resistentes. A cultivar de aveia branca IPR Afrodite, resistente a M. incognita, e cultivares suscetíveis foram avaliadas em relação à sua tolerância a este nematoide, além de ter sido estudado o comportamentode genes candidatos que regulam sua resistência, desafiados com densidades populacionais iniciais crescentes de M. incognita, durante o seu estabelecimento e manutenção do parasitismo. Para a avaliação da tolerância, plantas cultivadas em vasos de 3.600 cm3 foram inoculadas com 0,0625 (187,5); 0,125 (375); 0,25 (750); 0,5 (1500); 1 (3000); 2 (6000); 4 (12000); 8 (24000); 16 (48000) e 32 (96000) exemplares por cm3 de solo e avaliadas aos 67 dias após a inoculação (DAI), através da mensuração do desenvolvimento das plantas, além da multiplicação do nematoide. Os resultados mostraram que, em densidades menores, IPR Afrodite apresentou fator de reprodução próximo a 1,0, sugerindo menor expressão da resistência. Em função desses resultados, experimento semelhante foi conduzido para análise da expressão gênica dessa cultivar ao nematoide, com aval... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Meloidogyne incognita is considered one of the main economic important nematodes worldwide. For its management, the use of resistant cultivars is amongst the more efficient strategy. Therefore, strategies to optimize the genetic breeding programs are necessary. The gene expression analysis has amplified the comprehension about the mechanisms involved in the plant-nematode interaction and accelerated the development of resistant genotypes. The oat cultivar IPR Afrodite, resistant to M. incognita, and cultivars suscetibles was evaluated in relation to its tolerance to this nematode and, besides, the behavior of candidate genes regulating the resistance reaction was studied, challenged with crescent initial population densities of M. incognita, during its establishment and parasitism maintenance. To tolerance evaluation, plants cropped in 3,600 cm3 -pots were inoculated with 0,0625 (187,5); 0,125 (375); 0,25 (750); 0,5 (1500); 1 (3000); 2 (6000); 4 (12000); 8 (24000); 16 (48000) e 32 (96000) exemplars.cm-3 of soil and evaluated at 67 days after inoculation (DAI), through the mensuration of the plant development and nematode multiplication. Results showed that, in lower densities, IPR Afrodite showed reproduction factor values closed to 1.0, suggesting a lower resistance expression. In face of these results, a similar experiment was conducted to gene expression analysis of this cultivar to nematode, with evaluations at 0 (immediately before inoculation), 2 and 9 DAI. From RT-qPCR... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Com o objetivo de conhecer meios, explantes, tecidos envolvidos e controle genético da regeneração in vitro a partir de plântulas de Eucalyptus grandis, dez progênies de polinização aberta da população base, origem Atherton localizada em Anhembi, estado de São Paulo foram utilizadas. Sementes de sete progênies foram germinadas in vitro. Após vinte dias de cultivo, cotilédones, segmentos proximais e distais dos hipocótilos foram inoculados em nove meios de cultura usando o meio basal de JADS em combinação com dois reguladores de crescimento (ANA e BAP). Após 14 semanas de cultivo, foram feitas avaliações da regeneração e histologia. Células do córtex estavam envolvidos na regeneração dos hipocótilos e as células subepidérmicas originaram calos e estes deram origem a brotos nos cotilédones. Todos os brotos formados tiveram conexão com o sistema vascular do tecido original. Foi verificado que o melhor tratamento, onde 41% dos hipocótilos distais regeneraram, na combinação de ANA e BAP 0,5 mg L-1. Posteriormente, os segmentos distais dos hipocótilos das dez progênies foram inoculados naquele meio, houve diferenças significativas de regeneração entre as progênies (P<0,0001) com extremos de regeneração de 11% a 60% e com uma média de 37%. A herdabilidade quanto ao caráter foi alta (h 2 m =0,94), indicando que houve um forte controle genético na regeneração in vitro dentro da população. Houve também alta variabilidade dentro da amostra estudada assim como um forte efeito materno sobre a regeneração. / Aiming at better knowledge on tissue culture media, axplants, tissues involved and genetic control of in vitro regeneration of Eucalyptus grandis from seedlings, seeds from ten open pollinated progenies from the basic population, origin Atherton, located in Anhembi, São Paulo State (BR) were used. Initially, seeds from seven progenies were germinated in vitro. Twenty days after culture, cotyledons and, distal and proximal hypocotyls segments were inoculated in culture media using JADS basic medium with varius NAA + BAP combinations. After 14 weeks of culture, evaluations bud induction, regeneration, and histological analysis were done. Cortex cells were involved in hypocotyls direct regeneration and cotyledon epidermic cells gave rise to callus which in turn produced shoots. All shoots developed had connection to the original vascular system. It was verified that NAA + BAP at 0,5 mgL-1 concentration each was the best treatment, where 41% of the distal hypocotyls regenerated. Distal hypocotyl segments from of seedlings of ten progenies were inoculated showing significant differences regeneration among progenies. Regeneration varied from 11% to 60% with a mean of 37%; the heritability in relation to the character was ( 94 , 0 2 = m h ), indicating that there was a strong genetic control of the in vitro regeneration within the population. Also, there was a high variability within the samples studied as well as a strong maternal effect on the regeneration.

Com o objetivo de conhecer meios, explantes, tecidos envolvidos e controle genético da regeneração in vitro a partir de plântulas de Eucalyptus grandis, dez progênies de polinização aberta da população base, origem Atherton localizada em Anhembi, estado de São Paulo foram utilizadas. Sementes de sete progênies foram germinadas in vitro. Após vinte dias de cultivo, cotilédones, segmentos proximais e distais dos hipocótilos foram inoculados em nove meios de cultura usando o meio basal de JADS em combinação com dois reguladores de crescimento (ANA e BAP). Após 14 semanas de cultivo, foram feitas avaliações da regeneração e histologia. Células do córtex estavam envolvidos na regeneração dos hipocótilos e as células subepidérmicas originaram calos e estes deram origem a brotos nos cotilédones. Todos os brotos formados tiveram conexão com o sistema vascular do tecido original. Foi verificado que o melhor tratamento, onde 41% dos hipocótilos distais regeneraram, na combinação de ANA e BAP 0,5 mg L-1. Posteriormente, os segmentos distais dos hipocótilos das dez progênies foram inoculados naquele meio, houve diferenças significativas de regeneração entre as progênies (P<0,0001) com extremos de regeneração de 11% a 60% e com uma média de 37%. A herdabilidade quanto ao caráter foi alta (h 2 m =0,94), indicando que houve um forte controle genético na regeneração in vitro dentro da população. Houve também alta variabilidade dentro da amostra estudada assim como um forte efeito materno sobre a regeneração. / Aiming at better knowledge on tissue culture media, axplants, tissues involved and genetic control of in vitro regeneration of Eucalyptus grandis from seedlings, seeds from ten open pollinated progenies from the basic population, origin Atherton, located in Anhembi, São Paulo State (BR) were used. Initially, seeds from seven progenies were germinated in vitro. Twenty days after culture, cotyledons and, distal and proximal hypocotyls segments were inoculated in culture media using JADS basic medium with varius NAA + BAP combinations. After 14 weeks of culture, evaluations bud induction, regeneration, and histological analysis were done. Cortex cells were involved in hypocotyls direct regeneration and cotyledon epidermic cells gave rise to callus which in turn produced shoots. All shoots developed had connection to the original vascular system. It was verified that NAA + BAP at 0,5 mgL-1 concentration each was the best treatment, where 41% of the distal hypocotyls regenerated. Distal hypocotyl segments from of seedlings of ten progenies were inoculated showing significant differences regeneration among progenies. Regeneration varied from 11% to 60% with a mean of 37%; the heritability in relation to the character was ( 94 , 0 2 = m h ), indicating that there was a strong genetic control of the in vitro regeneration within the population. Also, there was a high variability within the samples studied as well as a strong maternal effect on the regeneration.

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-01-10T16:10:06Z No. of bitstreams: 1 IzabelMG_TESE.pdf: 880498 bytes, checksum: 2febd06d5341085eddd00966347b4504 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-01-24T14:45:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 IzabelMG_TESE.pdf: 880498 bytes, checksum: 2febd06d5341085eddd00966347b4504 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T14:50:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IzabelMG_TESE.pdf: 880498 bytes, checksum: 2febd06d5341085eddd00966347b4504 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The melon cultivation in semi-arid northeast in consecutive cycles has generated problems caused by fungi inhabitants of the soil, such as Fusarium solani and M. cannonballus. The use of resistant cultivars is an interesting measure for the management of the disease. For this reason, it is important identify sources of resistance and study their inheritance. The objectives of this work were: a) to evaluate the reaction of melon accessions to F. solani f. sp. Cucurbitae; b) to evaluate the reaction of accessions and study the inheritance of resistance of accession AC-33 to M. cannonballus. In the first experiment, we evaluated twenty-one accessions in a completely randomized design in greenhouse. Two isolates were inoculated fifteen days after sowing by the toothpick. The assessment was done Thirty days after inoculation with a scale scored from zero to four. The accessions AC-01, AC-09, AC-42, AC-45, AC-50 and the cultivar 'Doublon' are the most promising materials for use in breeding programs for resistance to F. solani or as rootstocks. In the second experiment, sixteen accessions and line OF-02 were evaluated in a completely randomized design. We used the isolated MC-16 to infestation of a mixture (1:1:1) with soil, peat, and sand previously sterilized with the addition of a concentration of 20 u.f.c./g soil. The evaluation was performed at 45 days using a rating scale (1-5). In the third experiment, we investigated the inheritance of resistance of accession AC-33 crossed with line OF-02 (susceptible). We observed variability in the germplasm investigated for reaction to the fungus. The AC-33 is highly resistant to access M. cannonballus and its resistance is controlled by a major gene with additive and dominant effects and polygenes with additive effects / O cultivo do meloeiro no semiárido nordestino em ciclos consecutivos tem gerado problemas causados por fungos habitantes do solo, como Fusarium solani e Monosporascus cannonballus. O uso de cultivares resistentes é uma medida interessante para o manejo da doença. Em razão disso, é importante que fontes de resistência sejam identificadas e se conheça a herança da resistência. Os objetivos do presente trabalho foram: a) avaliar a reação de acessos de meloeiro a F. solani f. sp. cucurbitae e b) avaliar a reação de acessos e estudar a herança da resistência do acesso AC-33 a M. cannonballus. No primeiro experimento, foram avaliados 21 acessos em um delineamento inteiramente casualizado em casa-de-vegetação. Foram inoculados dois isolados, com o método do palito, aos 15 dias após a semeadura. A avaliação dos acessos foi realizada 30 dias após a inoculação, com uma escala de 0 a 4. Os acessos AC-01, AC-09, AC-42, AC-45 e AC-50 e a cultivar ‘Doublon’ são os materiais mais promissores para uso em programas de melhoramento genético visando à resistência a F. solani ou como porta-enxertos. No segundo experimento, foram avaliados 16 acessos e a linhagem OF-02 em um delineamento inteiramente casualizado. Utilizou-se o isolado MC-16 para infestação de mistura em volume de 1:1:1 de terra, turfa e areia, previamente esterilizada com a adição de uma concentração 20 u.f.c./g de solo. A avaliação foi realizada aos 45 dias utilizando uma escala de notas (1 a 5). No terceiro experimento, investigou-se a herança da resistência do acesso AC-33 (resistente) cruzado com a linhagem OF-02 (suscetível). Observou-se a existência de variabilidade no germoplasma investigado para reação ao fungo. O acesso AC-33 é altamente resistente a M. cannonballus e sua resistência é controlada por um gene maior de efeito aditivo e dominante e poligenes de efeitos aditivos / 2017-01-10

La qualité du fruit est un caractère multicritère avec des relations antagonistes fréquentes. La perception de la qualité du fruit dépend fortement de l’équilibre entre les teneurs en sucres et acides. Parmi les 3 sucres dits majeurs dans les fruits que sont le saccharose, le glucose et le fructose, le fructose présente un pouvoir sucrant plus important et sa concentration est le facteur qui affecte le plus le goût sucré du fruit.L’objectif de cette thèse est d’analyser le métabolisme des sucres chez la pêche d’un point de vue métabolique, enzymatique et génétique et d’intégrer dans un modèle mathématique l’ensemble des informations obtenues. Ce travail porte plus particulièrement sur la mise en évidence de l’effet d’une perturbation de la teneur en fructose sur l’ensemble du métabolisme des sucres ainsi que sur la compréhension des mécanismes à l’origine de ce phénotype appelé ‘peu de fructose’. Une caractérisation biochimique quasi-exhaustive du métabolisme des sucres a été réalisée au cours du développement du fruit.Pour cela 6 métabolites et 12 capacités enzymatiques ont été mesurés chez 106 génotypes d’une population issue d’un croisement interspécifique. Cette étude a révélé une grande stabilité des capacités enzymatiques malgré l’importante variation des métabolites. Sur la base des données de 10 des génotypes, un modèle métabolique dynamique permettant de simuler l’accumulation des sucres au cours du développement du fruit a été développé et validé. Ce modèle permet de simuler des phénotypes contrastés et aide ainsi à l'exploration des mécanismes sous-jacents au phénotype ‘peu de fructose’. La caractérisation biochimique de la population a également fait l’objet d’une recherche de QTL. Cette étude a mis en exergue l’inconstance de l’effet de certains loci au cours du développement du fruit ainsi que des co-localisations de QTL de métabolites et capacités enzymatiques et de gènes candidats. Cette recherche a également confirmé la région génomique responsable du phénotype ‘peu de fructose’ au sein de laquelle un gène candidat fonctionnel a été mis en évidence. Il s’agit d’un gène homologue au transporteur vacuolaire exportateur de fructose (SWEET17) découvert récemment chez Arabidopsis. Une analyse de ce gène a été engagée afin de valider sa fonction et son implication dans le phénotype ‘peu de fructose’. Grâce à l’intégration des informations obtenues sur le contrôle génétique du métabolisme des sucres dans le modèle métabolique,une perspective de cette thèse sera de simuler les concentrations en sucres de génotypes virtuels ayant différentes combinaisons d’allèles. On pourra alors optimiser les combinaisons d’allèles pour augmenter les concentrations en sucres dans la pêche, ce qui donnera sans doute de nouvelles pistes à l’innovation variétale. / Fruit quality is a multi-criteria character with frequent antagonistic relationships. The perceptionof the fruit quality is highly dependent on the balance between the levels of sugars and acids. Among thethree so-called major sugars in fruit that are sucrose, glucose and fructose, fructose is the sweetest and itsconcentration is the factor that most affects the fruit sweetness. The objective of the present thesis is toanalyze the sugar metabolism in peach fruit from metabolic, enzymatic and genetic aspects and integrateinto a mathematical model all information obtained. This work focuses on the identification of the effect of alow fructose concentration on the whole sugar metabolism and the understanding of the mechanismsresponsible of this phenotype called ‘low-fructose-to-glucose-ratio’. A nearly exhaustive biochemicalcharacterization of sugar metabolism was conducted along peach fruit development. For this, 6 metabolitesand 12 enzyme capacities were assayed in 106 genotypes of a population derived from an interspecific cross.This study revealed a high stability of the enzyme capacities despite large variations of metabolites. Based ondata from 10 genotypes, a kinetic metabolic model that simulates the sugar accumulation in fruit wasdeveloped and validated. This model simulates contrasting phenotypes and helps in understanding theunderlying mechanisms of the ‘low-fructose-to-glucose-ratio’ phenotype. The biochemical characterizationof the population gave the opportunity to perform a QTL research. It highlighted the instability of the effectof certain loci along fruit development and QTL collocations of metabolites, enzyme capacities and candidategenes. It also confirmed the genomic region responsible for the ‘low-fructose-to-glucose-ratio’ phenotypewithin which a functional candidate gene was identified. It is a gene homologous to fructose vacuolartransporter (SWEET17) recently discovered in Arabidopsis. An analysis of this gene was engaged to validateits function and its responsibility in the ‘low-fructose-to-glucose-ratio’ phenotype. In the future, theintegration of the genetic control into the metabolic model will allow simulating virtual genotypes withdifferent combinations of alleles and predict their sugar content. Optimizing allele combinations to increasesugar concentrations in peach fruit will undoubtedly give new breeding opportunities.

L'élucidation des propriétés du réseau métabolique est fondamentale pour la compréhension du fonctionnement cellulaire et pour l'élaboration de stratégies d'ingénierie métabolique. L'objectif de cette thèse était de mieux comprendre la régulation du métabolisme du NADPH, un métabolite "hub" qui joue un rôle central dans de nombreux processus cellulaires, chez Saccharomyces cerevisiae en fermentation. Nous avons utilisé une démarche systématique couplant modélisation et approches multi-“omics” pour étudier de façon quantitative la réponse à une perturbation de la demande en NADPH. Un système expérimental original, basé sur l'expression d'une butanediol déshydrogénase modifiée NADPH-dépendante a été utilisé pour augmenter de façon contrôlée la demande en NADPH. L'utilisation de ce dispositif, le développement et l'utilisation d'un modèle stœchiométrique de la levure dédié à la fermentation ont permis de prédire la répartition des flux pour différents niveaux de perturbation. Ces analyses ont montré, en premier lieu, la très grande capacité de la levure à faire face à des demandes très importantes de NADPH représentant jusqu'à 40 fois la demande anabolique. Pour des demandes modérées (allant jusqu'à 20 fois la demande anabolique), la perturbation est principalement compensée par une augmentation du flux à travers la voie des pentoses phosphate (VPP) et à moindre titre à travers la voie acétate (Ald6p). Pour une forte demande en NADPH, correspondant à 40 fois la demande anabolique, le modèle prédit la saturation de la VPP ainsi que la mise en place du cycle glycérol-DHA, qui permet l'échange du NADH en NADPH. Des analyses fluxomique (13C), métabolomique et transcriptomique, ont permis de valider ces hypothèses et de les compléter. Nous avons mis en évidence différents niveaux de régulation selon l'intensité de la perturbation : pour les demandes modérées, les flux sont réajustés par un contrôle au niveau enzymatique ; pour de fortes demandes, un contrôle transcriptionnel de plusieurs gènes de la VPP ainsi que de certains gènes des voies de biosynthèse des acides aminés est observé, cet effet résultant probablement de la moindre disponibilité en NADPH. Dans l'ensemble, ce travail a apporté un nouvel éclairage sur les mécanismes impliqués dans l'homéostasie du NADPH et plus généralement dans l'équilibre redox intracellulaire. / The elucidation of the properties of metabolic network is essential to increase our understanding of cellular function and to design metabolic engineering strategies. The objective of this thesis was to better understand the regulation of the metabolism of NADPH, a “hub” metabolite which plays a central role in many cellular processes in Saccharomyces cerevisiae during fermentation. We used a systematic approach combining modeling and multi-“omics” analyses to study quantitatively the response to a perturbation of the NADPH demand. An original experimental system, based on the expression of a modified NADPH-dependent butanediol dehydrogenase was used to increase the demand for NADPH in a controlled manner. Through the use of this device and the development and use of a stoichiometric model of yeast dedicated to the fermentation, we predicted the flux distribution for different levels of perturbation. These experiments showed, first, the overwhelming ability of yeast to cope with very high NADPH demand, up to 40 times the anabolic demand. For a moderate level (up to 20 times the anabolic demand), the perturbation is mainly compensated by increased flux through the pentose phosphate pathway (PPP) and to a lesser extent through the acetate pathway (Ald6p). For a high NADPH demand, corresponding to 40 times the anabolic demand, the model predicts the saturation of the PPP as well as the operation of the glycerol-DHA cycle, which allows the exchange of NADH to NADPH. Fluxomics (13C), metabolomics and transcriptomics data were used to validate and to complement these hypotheses. We showed different levels of control depending on the intensity of the perturbation: for moderate demands, flux remodeling is mainly achieved by enzymatic control; for a high demand, a transcriptional control is observed for several genes of the PPP as well as some genes of the amino acids biosynthetic pathways, this latter effect being likely due to the low NADPH availability. Overall, this work has shed new light on the mechanisms governing NADPH homeostasis and more generally the intracellular redox balance.