Submitted by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-03-14T14:40:28Z No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Andrea Ferreira de Oliveira.pdf: 1343240 bytes, checksum: f3c795b84863003dd18f3429beee0ae5 (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-03-14T16:01:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Andrea Ferreira de Oliveira.pdf: 1343240 bytes, checksum: f3c795b84863003dd18f3429beee0ae5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-14T16:01:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Andrea Ferreira de Oliveira.pdf: 1343240 bytes, checksum: f3c795b84863003dd18f3429beee0ae5 (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / CAPES / A elevada manipulação, distribuição e armazenamento dos combustíveis e seus compostos, como os hidrocarbonetos de petróleo, aumenta a probabilidade de acidentes ambientais podendo causar contaminação de solo e fontes de abastecimento público, tais como as águas subterrâneas. Atualmente, a biorremediação destaca-se como uma das técnicas mais utilizadas para recuperação ambiental, empregando bactérias na degradação dos compostos contaminantes. A pesquisa foi realizada em Alta Floresta – MT, e dividida em dois trabalhos. O primeiro verificou se os hidrocarbonetos de petróleo interferem na densidade populacional das comunidades bacterianas de ambientes contaminados nos períodos sazonais de seca e cheia, e o segundo analisou a similaridade bacteriana entre dois poços de monitoramento contaminados. Foram coletadas amostras de água subterrânea e solo do local contaminado utilizando bailers e frascos de plástico estéreis, as amostras foram acondicionadas e transportadas refrigeradas de acordo com técnicas padronizadas. No primeiro trabalho foi avaliada a área contaminada em Alta Floresta, BTEX, variáveis ambientais, e densidade bacteriana de coliformes totais, Escherichia coli, bactérias heterotróficas totais (BHT) e bactérias degradadoras de hidrocarbonetos de petróleo. O levantamento para determinação das áreas contaminadas foi realizado na SEMA-MT, sendo que para os BTEX foi utilizado cromatógrafo a gás, detector de massas e injetor. A sonda multiparâmetros, por sua vez, foi usada para aferir as variáveis ambientais enquanto que as técnicas convencionais de microbiologia foram utilizadas para determinar as densidades bacterianas. No segundo trabalho foram analisadas as variáveis ambientais, BTEX, densidade e diversidade de bactérias degradadoras de hidrocarbonetos, tendo sido utilizada sonda multiparâmetros para as variáveis ambientais, cromatógrafo a gás, detector de massas e injetor para os BTEX, além de técnicas de microbiologia convencional para determinar a densidade bacteriana e técnicas moleculares (BOX-PCR e aplicativo Bionumerics 7.1) para determinar a diversidade. A pesquisa feita no primeiro trabalho confirmou que na cidade de Alta Floresta constava apenas dois postos de combustíveis contaminados (dados da Secretaria Estadual de Meio Ambiente), e as análises realizadas na área de estudo constatou contaminação por BTEX no posto onde o estudo foi realizado, sendo que em alguns pontos o valor encontrado foi elevado como no PM2 apresentou 597,05 μg/L. Durante a primeira coleta, os resultados mais elevados para as variáveis ambientais foram de 6,87 para pH, 29,7 °C de temperatura, 6,96 mg/L de oxigênio dissolvido e 604 mS/m de condutividade elétrica. O PM4 foi o que apresentou maior densidade de coliformes totais (5,95 Log NMP/100 mL) durante a segunda coleta e ausência de E. coli durante ambos os períodos. Para o solo, o ponto com maior densidade de BHT foi o S8 com 5,92 Log UFC/g e para água foi no PM4, durante a primeira coleta com 4,30 Log UFC/mL. A densidade das bactérias degradadoras de hidrocarbonetos foi mais elevada no PM4 (3,68 Log UFC/mL) na primeira coleta. No segundo trabalho o ponto mais contaminado foi o PM1, sendo que o Tolueno foi o composto mais encontrado (267,08 μg/L), a densidade mais elevada das bactérias degradadoras de petróleo, por sua vez, foi no PM2 com 4,05 Log UFC/mL. A diversidade foi maior no PM1, sendo que apenas 20% das linhagens apresentaram similaridade de 100%. De forma geral os postos de combustíveis são áreas suscetíveis a contaminação, os BTEX e as variáveis ambientais podem alterar a densidade e diversidade das comunidades bacterianas do local contaminado. Com os resultados encontrados na pesquisa observa-se que a contaminação no local ocorre de forma difusa e que a hipótese de biorremediação na área não pode ser descartada. / The high handling, distribution and storage of fuels and their compounds such as petroleum hydrocarbons, increases the likelihood of environmental accidents may cause soil contamination and public sources of supply, such as groundwater. Currently, bioremediation stands out as one of the most widely used techniques for environmental restoration, using bacteria in degradation of the contaminating compounds. The survey was conducted in Alta Floresta - MT, and split into two pieces. The first verified that the petroleum hydrocarbons interfere with the population density of the bacterial communities of contaminated environments in seasonal periods of drought and flood, and the second examined the bacterial similarity between two contaminated monitoring wells. Ground water and local soil samples were collected using bailers contaminated and sterile plastic bottles, the samples were chilled packaged and transported according to standard techniques. In the first study evaluated the contaminated area in Alta Floresta, BTEX, environmental variables, and bacterial density of coliforms, Escherichia coli, total heterotrophic bacteria (THB) and degrading bacteria petroleum hydrocarbons. The survey to determine the contaminated areas was held at the SEMA-MT, and for BTEX was used gas chromatograph, mass detector and gun. The Multiparameter probe, in turn, was used to measure environmental variables, while the conventional microbiological techniques were used to determine the bacterial densities. In the second study analyzed environmental variables, BTEX, density and diversity of hydrocarbon degrading bacteria, having been used probe multiparameter to environmental variables, gas chromatograph, mass detector and gun for BTEX, in addition to conventional microbiological techniques for determine the bacterial density and molecular techniques (BOX-PCR and application Bionumerics 7.1) to determine the diversity. The research done in the first work confirmed that the city of Alta Floresta contained only two contaminated gas stations (data from the State Department of the Environment), and the analyzes performed in the study area found contamination by BTEX in the position where the study was conducted, and in some places the value was high as the PM2 had 597.05 μg/L. During the first collection, the highest results for the environmental variables were 6.87 for pH, 29.7°C, 6.96 mg/L of dissolved oxygen and 604 mS /m conductivity. The PM4 was the one with the highest density of coliform (5.95 Log MPN/100mL) during the second collection and absence of E. coli during both periods. To the ground, the point with greatest density was HBT S8 to 5.92 Log FUC/g and the water was PM4, during the first sample with Log 4.30 FUC/mL. The density of hydrocarbon degrading bacteria was higher in PM4 (3.68 Log FUC/mL) in the first collection. In the second working point the most contaminated was M1, and the t luene was und m e c mp und (267.08 μg/L), the highest density of petroleum degrading bacteria, in turn, was in PM2 to 4.05 Log FUC/mL. Diversity was higher in the PM1, with only 20% of the strains showed similarity of 100%. In general, the gas stations are areas susceptible to contamination, BTEX and environmental variables can alter the density and diversity of the bacterial communities of the contaminated site. With the results found in the study it was observed that the contamination at the site occurs diffusely and bioremediation hypothesis in the area can not be ruled out.

Amebas de vida livre (AVL) são protozoários amplamente distribuídos na natureza e em ambientes artificiais. Alguns gêneros são oportunistas ou patogênicos, com característica anfizóica, são esses: Acanthamoeba spp., Naegleria spp., Balamuthia spp., Sappinia spp., e recentemente Vermamoeba spp. AVL podem servirem de reservatórios de várias bactérias patogênicas, uma vez que se alimentam dessas no ambiente por fagocitose, algumas espécies de bactérias após internalizadas escapam da via de degradação sobrevivem e multiplicam-se no interior das amebas. Face ao exposto, o presente trabalho objetivou isolar e identificar AVL e as bactérias associadas presentes em águas de torres de resfriamento, cuja temperatura da água varia entre 25 a 30°C (ideal para o desenvolvimento de diversos microrganismos). Amebas foram isoladas em cultivo monoxênico com Escherichia coli inativadas pelo calor. Das amostras positivas, foram realizadas Reações em Cadeia de Polimerase (PCR), utilizando oligonucleotídeos específicos para cada gênero. Os produtos das PCR foram sequenciados e as sequências geradas foram comparadas com sequências parciais de cada gene alvo depositadas no GenBank. Das 36 amostras, 33 (91,66%) foram positivas para presença de AVL, destas 15 (45,4%) foram positivas para Acanthamoeba spp., 12 (36,3%) para Naegleria spp., 6 (18,2%) para Vermamoeba spp. Dos endossimbiontes pesquisados, somente Pseudomonas spp. foram identificadas em 13 (39,3%) isolados de AVL. Os resultados obtidos no presente estudo confirmam a presença de amebas de vida livre potencialmente patogênicas e carreadoras de bactérias patogênicas oportunistas que podem representar um risco à saúde humana. / Free-living amoebae (FLA) are protozoa widely distributed in natural and artificial environments. Some genus are opportunistic or pathogenic, with anfizoic feature : Acanthamoeba spp., Naegleria spp., Balamuthia spp., Sappinia spp., and recently Vermamoeba spp. AVL may serve as reservoirs for various pathogenic bacteria, since they feed by phagocytosis in the environment, some species of bacteria after internalized escape to the pathway of degradation surviving and multiplying within the amoebae. The aim of this study was to isolate and identify FLA and their associated bacteria present in water from cooling tower, whose temperature water varies between 25 to 30 °C (ideal for the development of different organisms). Amoebae were isolated in monoxenic cultivation with Escherichia coli inactivated by heat. Of the positive samples Polymerase Chain Reactions (PCR) were performed using specific primers for each genus. The PCR products were sequenced and the sequences were generated compared with partial sequences of each gene target deposited in GenBank. From the 36 samples, 33 (91.66%) were positive for the presence of FLA. Of these, 15 (45.4%) were positive for Acanthamoeba spp., 12 (36.3%) for Naegleria spp. and 6 (18.2 %) for Vermamoeba spp. Of the amoeba isolated, 13 (39.3%) were associated to bacteria wich belong to Pseudomonas genus (100%). Another bacteria investigated were absent. The results of this study confirm the presence of potentially pathogenic free-living amoebae as vehicles of opportunistic/pathogenic bacteria that can pose a risk to the human health.

A presença de metais pesados tóxicos em fertilizantes tem sido motivo de preocupação e apontada como um dos obstáculos à produção sustentável de alimentos. Por outro lado, há uma crescente busca por produtos agrícolas de melhor qualidade, com maior teor de micronutrientes e menos fatores antinutricionais, como os metais pesados tóxicos. No Brasil, há poucos trabalhos relacionando fertilização e qualidade dos produtos agrícolas, em termos de micronutrientes e metais pesados tóxicos. Neste contexto, no presente trabalho foram realizados quatro experimentos tendo como objetivos avaliar: 1) a eficiência de métodos de extração e de quantificação simultânea de micronutrientes e de metais pesados tóxicos em fertilizantes; 2) a influência da fertilização nos teores de micronutrientes e metais pesados tóxicos no solo, nos indicadores microbiológicos, nas atividades enzimáticas em plantas e na qualidade dos produtos agrícolas; 3) a variação genotípica para teor de Cd, micronutrientes e suas relações em 35 cultivares de arroz de terras altas do Brasil; 4) a influência do estado nutricional e genotípica nos teores de Cd e 70Zn no arroz. Quando se usa reagentes e água de alta pureza, a análise de metais pesados tóxicos em amostras de fertilizantes pode ser realizada por micro-ondas ou sistema aberto, sendo que as quantificações dos elementos por ICP-MS e ICP-AES produzem resultados semelhantes. Porém, na análise dos teores naturais de Cd, Cr e Pb apenas a quantificação por ICP-MS foi adequada. Nas condições deste trabalho, tanto os subprodutos e rocha fosfática quanto os fertilizantes foram capazes de fornecer nutrientes às plantas, sem causar aumentos excessivos de metais pesados tóxicos nos solos e nos produtos agrícolas. Os indicadores microbiológicos do solo e as atividades enzimáticas em plantas de alface reagiram positivamente à fertilização. Foram identificadas variedades de arroz de terras altas com baixo e alto teor de Cd nos grãos. Os teores de Fe, Zn e Se apresentaram relações inversas ao teor de Cd. Observou-se interação entre estado nutricional da planta e genótipo no teor de Cd em grãos de arroz de terras altas cultivado em solução nutritiva. Concluiu-se que, com manejo adequado, a fertilização aumenta a produtividade e melhorar qualidade dos produtos agrícolas para alimentação humana e animal / The presence of toxic heavy metals in fertilizers has been a big concern. It has been indicated as one of the obstacles to sustainable food production. On the other hand, there is a growing demand for better-quality products, with high micronutrient content and low malnutrition factors, such as toxic heavy metals. In Brazil there are scarce number of studies regarding fertilization and the quality of agricultural products for micronutrients and toxic heavy metals. In this context, the present study, involving four experiments, was conducted with the objectives: 1) to assess the efficiency of methods to extract and quantify micronutrients and toxic heavy metals in fertilizers; 2) to study the influence of fertilization on the levels of micronutrients and toxic heavy metals in agricultural products; 3) to evaluate the genotypic variation in response to the content of Cd, micronutrients and their relations in 35 upland rice cultivars from Brazil; and 4) to determine the influence of the nutritional status and genotype on the levels of Cd and 70Zn in rice plant. The results showed that with the use of reagents and water of high purity, toxic heavy metals can be extracted for analysis by microwave or an open air system, and that quantification of the elements by ICP-MS and ICP-AES yields similar results. However, for the analysis of natural contents of Cd, Cr and Pb only ICP-MS quantification was appropriate. Further, both by-products and phosphate rock, as fertilizers were able to supply nutrients to the plants without causing excessive increases of toxic heavy metals in soil and agricultural products. Microbiological soil indicators and enzyme activities in plants responded positively to fertilization. Furthermore, results also showed that there were upland rice cultivars with low and high Cd content in the grains, and the levels of Fe, Zn and Se showed inverse relations with the Cd content. There was an interaction between plants the nutritional status and genotype for Cd content in grains of upland rice cultivars. Based on the results, it can be concluded that with adequate management, fertilization can increase crop yields and improve the quality of agricultural products for human and animal consumption

O objetivo deste trabalho é propor uma nova metodologia de interpretação da estabilidade dos métodos de agrupamento, para dados de vegetação, utilizando a metodologia AMMI e a reamostragem (bootstrap), para ganhar confiabilidade nos agrupamentos formados. Os dados utilizados são provenientes do departamento de genética da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\", e visam à produtividade de soja. Primeiramente aplica-se a metodologia AMMI e então, é estimada a matriz de distâncias euclidianas - com base nos dados originais e obtidos via reamostragem (bootstrap) - para a aplicação dos métodos de agrupamento (vizinho mais próximo, vizinho mais distante, ligação média, centroide, mediana e Ward). Para a verificação da validade dos agrupamentos formados utiliza-se o coeficiente de correlação cofenética, e pelo teste de Mantel, é apresentada a distribuição empírica dos coeficientes de correlação cofenética. Os agrupamentos obtidos pelos diferentes métodos são, em sua maioria, semelhantes indicando que, em princípio, qualquer um desses métodos seria adequado para a representação. O método que apresenta resultados discrepantes em relação aos outros (tanto para os dados originais, quanto pelos dados obtidos via bootstrap) - na representação gráfica em dendrograma - é método de Ward. Este estudo é promissor na análise da validade de agrupamentos formados em dados de vegetação. / The objective of this work is to propose a new interpretation methodology of clustering methods for vegetation data stability, using the AMMI and bootstrap methodology, to gain reliability in the clusters formed. The database used is from the Departament of Genetics of Luiz de Queiroz College of Agriculture, aiming soybean yield. Firstly AMMI is applied, then the Euclidian distance matrix is estimated - based on the original data and on the acquired by the bootstrap method - for the application of clustering methods (nearest neighbor, furthest neighbor, average linkage, centroid , median and Ward). In order to assess the validity of clusters formed the cophenetic correlation coefficient is used, and the Mantel test, in order to show the empirical distribution of the cophenetic correlation coefficients. The clusters obtained by different methods are, in most cases, quite similar, indicating that in principle, any of these methods would be suitable for the representation. The method that presents discrepant results (for both the original and bootstrap method obtained data) - on the dendrogram graphical representation, compared to the others - is the Ward\'s. This study is promising in the analysis of validity of clusters formed in vegetation data.

A seleção fenotípica é o método de seleção tradicional utilizado nos estágios iniciais de seleção na maioria dos programas de melhoramento genético de cana-de-açúcar após o desenvolvimento de uma população segregante. A maioria das variedades comerciais utilizadas atualmente deriva deste método. Recentemente tem sido propostas estratégias de seleção baseada na avaliação de famílias em gerações precoces em diversos programas de melhoramento de cana-de-açúcar ao redor do mundo, como o objetivo de melhora a resposta à seleção, bem como reduzir o tempo e custo necessários para o desenvolvimento de novas variedades. No presente estudo foram avaliadas 110 famílias de cana-de-açúcar em um delineamento em blocos ao acaso com duas repetições, no ano agrícola de 2012/2013, na Estação Experimentas da empresa CanaVialis, localizada em Conchal, SP. As parcelas consistiram de um sulco de 50 m, contendo 96 plantas (\"seedlings\"). Os seguintes caracteres foram avaliados no estágio de cana planta: diâmetro do colmo (DIA), altura do colmo (ALT) número de colmos por touceira (NCP), número de colmos por touceira na parcela total (NCT); teor de sólidos solúveis (BRIX), teor de açúcar no laboratório (POL) toneladas de cana por hectare (TCH) e toneladas de açúcar por hectare (TPH). Os resultados indicaram que a população tem grande variabilidade genética entre médias de famílias bem como dentro de famílias. Foram detectadas correlações genotípicas positivas entre TCH e os outros caracteres, bem como entre TPH e os outros caracteres. Com base nestes resultados discute-se uma estratégia de seleção com base na seleção para TPH aplicada nas médias de famílias, seguido da seleção fenotípica para ALT, DIA e NCP dentro das famílias selecionadas, priorizando NCP. / Phenotypic selection is the traditional method used in most of sugarcane breeding programs in early stages after the development of a segregante population. Most of commercial varieties grown currently were developed using this method. Recently, strategies of selection based on family evaluations at early stages have been proposed in sugarcane breeding programs of different research centers around the world, in order to improve the response to selection and to reduce the time and costs necessary to develop new varieties. In the present study 110 sugarcane families and two checks were evaluated using a randomized complete block design with two replications in the 2012/2013 growing season at CanaVialis Experimental Station located in Conchal, state of São Paulo. Plots consisted of a single row with 50 m long, containing 96 plants (seedlings). The following traits were evaluated at plant cane stage: stalk length (ALT), stalk diameter (DIA), stalk number per plant (NCP), soluble solids content (BRIX), average stalk number per plant in the plot (NCT), sugar content (POL), cane yield (TCH) and sugar yield (TPH). The results have shown that the population has enough genetic variability among family means as well as within families. Positive genotypic correlations were detected between TCH and the other traits as well as between TPH and the other traits. Based on these results, a scheme of selection was discussed based on the selection for TPH among family means followed by a phenotypic selection for ALT, DIA and NCP within the selected families, prioritizing NCP.

Thesis (PhD)--Stellenbosch University, 2012. / Includes bibliography / ENGLISH ABSTRACT: Tuberculosis (TB) has been declared a global health emergency by the World Health Organisation, and consequently there is an urgency to develop improved methods of diagnosis and treatment. Despite the current TB epidemic, the disease can be treated effectively using isoniazid (INH) in combination with other antibiotics. However, INH is inactivated in the body by certain drug metabolising enzymes, which may reduce the efficacy of TB treatment. The activity of these drug metabolising enzymes, called NAT, are in turn reduced by nucleotide changes (SNPs) in the gene. These genetic variants (alleles) have been correlated with the rapid- (FA), intermediate- (IA), and slow acetylation (SA) enzymatic activity, and one is therefore able to investigate potential phenotypic effects via genotypic analyses. We investigated these genetic changes in the NAT1 and NAT2 genes in individuals from the local Coloured community (SAC) since this group has one of the highest TB incidences in the country. NAT2 is primarily responsible for the inactivation of INH, whilst NAT1 metabolises para-aminosalicyclic acid (PAS) which is used in the treatment of drug resistant TB. The NAT2 results indicated that the NAT2 alleles were not equally represented in three local ethnic groups studied, and subsequently the rapid, intermediate and slow acetylation activity reflected these differences. However, the relative frequency of these variants in the SAC and Caucasian groups were relatively low. These differences require further investigation to determine their overall relevance to the NAT2 activity differences between groups. In the case of the NAT1 analysis we also observed differences in the relative frequency of various NAT1 alleles between Caucasian and SAC individuals. However, many of these NAT1 SNPs and alleles have not as yet been characterised, so effects of these variants are currently unknown. Interestingly, the NAT1*4 and NAT1*10 alleles were the most prevalent NAT1 alleles in both Caucasians and SAC. The NAT1*4 allele exhibits the rapid NAT1 activity, whilst the activity of the NAT1*10 allele is currently subject to ongoing debate. In this respect, the analysis of NAT1 continues to be a topic for ongoing research. These results, observed for the NAT genes, underscore the importance of doing genetic analyses in local ethnic groups, since these differences may vary significantly between the groups. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Tuberkulose (TB) is deur die Wêreldgesondheidsorganisasie (WGO) tot 'n globale gesondheidsnood verklaar en derhalwe is dit noodsaaklik dat nuwe, verbeterde diagnostiese metodes ontwikkel word, wat tot meer effektiewe behandeling kan lei. Ten spyte van die huidige TB-epidemie, kan die siekte doeltreffend behandel word deur middel van isoniasied (INH), in kombinasie te met ander antibiotika. INH kan egter geïnaktiveer word deur sekere ensieme in die liggaam, met die gevolg dat INH nie meer effektief is nie in die behandeling van TB. Die aktiwiteit van hierdie ensiem, die sogenaamde NAT2 (Arielamien N-asetieltransferase 2) ensiem, word op sy beurt beïnvloed deur sekere nukleotied veranderings (SNPs) in die geen. Hierdie genetiese veranderings gekorreleer met ensiemaktiwiteitsveranderings (geklassifiseer as vinnig (FA) Intermediêr (IA) en stadig (SA)), wat mens in staat stel om potensiële fenotipiese effekte te ondersoek deur middel van genotipiese analise. Ons het hierdie genetiese veranderings ondersoek in die NAT1 en NAT2 gene in individue van die Kleurling-gemeenskap (SAC) omdat díe bevolkingsgroep die hoogste voorkoms van TB in die land het. NAT2 is primêr verantwoordelik vir die inaktivering van INH, terwyl NAT1 para-amienosalisilaat (PAS) inaktiveer, wat gebruik word in die behandeling van midel-weerstandige TB. Die NAT2 resultate dui daarop dat die allele van die NAT2 geen nie eweredig verteenwoordig wasin die drie etniese groepe nie en derhalwe word die vinnige (FA), intermediêre (IA) en stadige (SA) ensiemaktiwiteite deur hierdie verskille weerspieël. Hoewel die teenwoordigheid van hierdie variante relatief laag was in die SAC en Koukasiër gemeenskappe, is verdere studies nodig om die omvang van hierdie verskille te bepaal ten onsigte van NAT2 aktiwiteit tussen groepe. In die geval van die NAT1 analise het ons verskille waargeneem in die voorkoms van verskeie NAT1 allele tussen Koukasiese en SAC individue. Baie van hierdie NAT1 SNPs is egter nog nie gekarakteriseer nie, en derhalwe is die effek van hierdie NAT1 variante onbekend. Die NAT1*4 en NAT1*10 allele was die prominentste NAT1 alleel in beide Koukasiërs en SAC. Die NAT1*4 is betrokke by vinnige NAT1 aktiwiteit, terwyl die effek van die NAT1*10 alleel nog onderhewig is aan aktiefwe debat. In hierdie verband, is die studie van NAT1 steeds 'n onderwerp vir toekomstige navorsing. Hierdie resultate, wat vir die NAT gene waargeneem is, beklemtoon die belangrikheid van verdere genetiese analises in plaaslike etniese groepe, aangesien hierdie verskille beduidend kan wees tussen die verskillende groepe.

Les mutations de résistance génotypiques constituent un problème majeur pour l’optimisation du traitement antirétroviral chez les patients infectés par le VIH-1 naïfs au traitement ou prétraités. Cependant, l’analyse de l’impact des mutations sur la réponse au traitement est compliquée par i) le nombre élevé de mutations, ii) la colinéarité possible entre ces mutations, iii) le faible nombre de patients inclus dans les études et iv) la définition du critère de jugement. Les objectifs de cette thèse sont 1) de donner une vue d’ensemble et de discuter, en collaboration avec le réseau européen NEAT (European AIDS treatment network), les critères de jugement utilisés dans les essais cliniques récents et ceux utilisés lors de l’analyse des mutations de résistance, 2) d’évaluer l’impact des mutations génotypiques sur la réponse au traitement chez les patients naïfs dans le cadre d’une grande collaboration Européenne (EuroCoord-CHAIN) et 3) de comparer des méthodes adaptées pour les données à haute-dimension dans le but de construire un score génotypique pour la prédiction de la réponse virologique chez les patients prétraités. Les critères de jugement composites sont les plus utilisés dans les essais cliniques récents mais un critère purement virologique devrait être utilisé pour l’analyse de l’impact des mutations génotypiques. Les mutations de résistance transmises impactent sur la réponse à la première ligne de traitement si le traitement antirétroviral n’est pas adapté au génotype du virus du patient. L’analyse en composantes principales et l’analyse partial least square avaient une bonne capacité à prédire la réponse virologique mais n'étaient guère meilleures que le score génotypique. Nous allons continuer à travailler sur la comparaison de ces méthodes utilisant des critères de jugement différents dans le cadre de notre collaboration avec le Forum for collaborative HIV research. / Genotypic resistance mutations are a major concern for antiretroviral treatment optimisation in HIV-1 infected treatment naïve and treatment experienced patients. However, the analysis of the impact of genotypic mutations on treatment outcome is hampered by methodological issues such as the i) high number of possible mutations, ii) the potential collinearity between mutations, iii) the low number of patients included in those studies and iv) the definition of a virological endpoint. The objective of this thesis are 1) to give an overview and to discuss endpoints used in recent clinical trials in collaboration with European AIDS treatment network (NEAT) and those used in the context of drug resistance analysis, 2) to investigate the impact of genotypic resistance mutations on treatment outcome in treatment naïve patients in a huge European collaboration EuroCoord-CHAIN and 3) to compare methods adapted for high-dimensional data in order to construct a genotypic score to predict treatment outcome in treatment experienced patients. We saw that most of the endpoints used in recent clinical trials are composite endpoints but pure virological outcomes should be used for the evaluation of drug resistance mutations. Transmitted drug resistance mutations impact on virological outcome of initial antiretroviral therapy if the treatment of the patient is not adapted to the viral genotype the patient is harbouring. Principal component analysis and partial least square showed a good performance but had only a slightly better predictive capacity for a virologal outcome compared to the genotypic score. We continue working on the comparison of these and other methods using different endpoints in the context of a collaboration with the Forum for collaborative HIV research.

The general objectives of this thesis were: (i) to determine the etiological and molecular profile of clinical mastitis (CM) in 20 dairy herds of Southeast, Brazil; and (ii) to quantify antimicrobial used for treatment of CM in the study population. To achieve this goals, four studies were performed. In the Study 1, we characterized the pathogen frequency and severity of CM in dairy herds. In addition, we determined the incidence rate of clinical mastitis (IRCM) and its association with the following herd-level descriptors: bulk milk somatic cell count (BMSCC), bulk milk total bacterial count (BMTBC), herd size (number of lactating cows), milk yield, housing system and season. The association between herd-level descriptors and IRCM were determined by two groups of mixed regression models: one based on the overall IRCM, and five based on the following specific-pathogen groups: contagious, other Gram-positive, Gram-negative, other (composed of yeast and Prototheca spp), and negative culture. A total of 5,957 quarter-cases of CM were recorded and the most frequently isolated pathogens were Escherichia coli (6.6% of total cultures), Streptococcus uberis (6.1%), and Streptococcus agalactiae (5.9%). The majority of CM cases were mild (60.3%), while 34.1% were moderate and 5.6% severe. Overall, the IRCM was 9.7 quarter-cases per 10,000 quarter-days at risk (QDAR), and the only herd-level parameter associated with overall IRCM was BMSCC, in which the highest IRCM was observed for herds with BMSCC >600.000 × 103 cells/mL. In the models evaluating the specific-pathogen groups, IRCM with isolation of major contagious pathogens was associated with BMSCC, milk yield and housing system. For the evaluation of other Gram-positive pathogens, the IRCM was higher in the rainy season of 2015 in comparison with the other seasonal categories. In addition, for the model evaluating the Gram-negative group, the IRCM was highest in herds with BMTBC >30 × 103 cfu/mL. The Study 2 aimed to characterize the treatment profile and quantify the antimicrobial consumption for treatment of CM in dairy herds; and to determine the association of antimicrobial use (AMU) and the same herd-level descriptors as described in the Study 1. Data on treatment practices and AMU were obtained from 19 dairy herds for a period of 12 months per herd. The AMU for treatment of CM was quantified monthly in units of defined daily dose (DDD) and expressed as antimicrobial treatment incidence (ATI; number of DDD per 1,000 lactating cows-day). The overall monthly mean ATI was 17.7 DDD per 1,000 lactating cow-days (15.4 for intramammary compounds, and 2.2 for systematically administered antimicrobials). Among intramammary drugs, aminoglycosides had the highest ATI (11.7 DDD per 1,000 lactating cow-days), while for systematically administrated antimicrobials, fluoroquinolones (4.2 DDD per 1,000 lactating cow-days) were the most frequently used antimicrobials. Herd size and BMSCC were positively associated with ATI. In addition, herd-level ATI was higher in freestall herds than in compost bedded-pack barns. In the Study 3, we determined the phylogeny of E. coli strains isolated from CM in dairy cows and the association of most frequent phylogroups with antimicrobial susceptibility. A total of 100 E. coli isolates recovered from CM cases described in the Study 1 were categorized according to their phylogenetic group using a quadruplex PCR method; antimicrobial susceptibility pattern was also evaluated. Most isolates were assigned to phylogenetic group A (52%), followed by B1 (38%), B2 (2%), C (4%), D (3%), and E (1%). Resistant isolates were observed for all evaluated antimicrobials. Overall, more than 96% of E. coli isolates were resistant to ampicillin, and more than 23% were resistant to cephalothin, sulphadimethoxine or tetracycline. High levels of resistance (>70%) were also found to erythromycin, oxacillin, penicillin, penicillin associated with novobiocin, and pirlimycin. In contrary, high susceptibility was observed to ceftiofur (96.8%) among E. coli isolates. Difference in the antimicrobial susceptibility among phylogenetic groups was observed only for cephalothin, in which E. coli strains belonging to the phylogroup A were inhibited at lower antimicrobial concentrations than strains assigned to the phylogroup B1. In Study 4, we evaluated the genotypic diversity among Strep. agalactiae and Strep. uberis isolates recovered from CM in dairy cows; in addition, the study evaluated the association of genotypes clustered by genetic similarity with antimicrobial susceptibility pattern. Isolates were subtyped using randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis. A great genotypic diversity was found for both Strep. agalactiae (45 subtypes out of 89 isolates) and Strep. uberis (56 subtypes out of 88 isolates). For evaluation of antimicrobial susceptibility, subtypes of Strep. agalactiae were clustered into three groups (Ia, Ib and II), while Strep. uberis subtypes were clustered into two groups (I and II) according to their genetic similarity. Overall, Strep. agalactiae isolates showed high susceptibility to most antimicrobials, except to tetracycline and erythromycin. Differences in the antimicrobial susceptibility among clusters of Strep. agalactiae were observed for ampicillin, ceftiofur, erythromycin, pirlimycin, sulphadimethoxine and tetracycline. In contrary, Strep. uberis isolates were categorized as resistant to most antimicrobials, except to cephalothin and penicillin+novobiocin. No differences were observed among clusters for all antimicrobials in the analysis of Strep. uberis. In conclusion, the results of this thesis indicated a high IRCM in the evaluated herds, and although environmental pathogens were the most common cause of CM in these herds, contagious pathogens such as Strep. agalactiae and Staph. aureus, are still a concern in some dairy herds of Brazil. Furthermore, high frequencies of AMU and off-label protocols were observed among the evaluated herds. The non-judicious use of antimicrobials can become a risk factor for the development of antimicrobial resistance, which was even observed for isolates belonging to the three most prevalent bacterial species identified from CM cases in our study (E. coli, Strep. agalactiae and Strep. uberis). Finally, because there were some herd-level descriptors associated with the IRCM and AMU in our study, there may be opportunity for management strategies aiming to improve the control of CM in dairy herds of southeastern Brazil. / Os objetivos gerais desta tese foram: (i) determinar o perfil etiológico e molecular da mastite clínica (MC) em 20 rebanhos leiteiros do Sudeste do Brasil; e, (ii) quantificar os antimicrobianos usados para tratamento da MC na população estudada. Para alcançar esses objetivos, quatro estudos foram realizados. No Estudo 1, foi caracterizada a frequência de patógenos causadores de MC e a gravidade das infecções nos rebanhos leiteiros. Além disso, foi determinada a taxa de incidência de mastite clínica (TIMC) e sua associação com as seguintes variáveis em nível de rebanho: contagem de células somáticas em leite de tanque (CCSLT), contagem bacteriana total em leite de tanque (CBTLT), tamanho (número de vacas em lactação), produção de leite, sistema de alojamento e estação do ano. A associação entre as variáveis em nível de rebanho e a TIMC foi determinada por dois grupos de modelos de regressão logística multivariada: um baseado na TIMC geral, e cinco baseados nos seguintes grupos específicos de patógenos: contagiosos, outros Gram-positivos, Gram-negativos, outros patógenos (composto de leveduras e Prototheca spp.), e cultura negativa. Um total de 5.957 casos de MC em nível de quarto mamário foi registrado e os patógenos mais prevalentes foram Escherichia coli (6,6% de todas as culturas), Streptococcus uberis (6,1%), e Streptococcus agalactiae (5,9%). A maioria dos casos de MC foi de gravidade leve (60,3%), enquanto 34,1% dos casos foram moderados e 5,6% foram graves. A TIMC geral foi de 9,7 casos por 10.000 quartos-dia em risco (QDR), e o único parâmetro em nível de rebanho associado com a TIMC geral foi a CCSLT, em que a TIMC mais alta foi observada em rebanhos com CCSLT >600.000 × 103 células/mL. Nos modelos que avaliaram os grupos específicos de patógenos, a TIMC de patógenos contagiosos foi associada com a CCSLT, produção de leite e sistema de alojamento. Na avaliação de outros patógenos Gram-positivos, a TIMC foi maior na estação chuvosa de 2015 em comparação com as outras categorias referentes à estação do ano. Adicionalmente, para o modelo avaliando o grupo de patógenos Gram-negativos, a TIMC foi mais alta em rebanhos com CBTLT >30.000 × 103 ufc/mL. O Estudo 2 teve como objetivo caracterizar o perfil de tratamento e o consumo de antimicrobianos em rebanhos leiteiros; e determinar a associação de uso de antimicrobianos (UAM) e as mesmas variáveis em nível de rebanho descritas no Estudo 1. Dados sobre as práticas terapêuticas e UAM foram obtidos de 19 rebanhos leiteiros durante um período de 12 meses por rebanho. A frequência de UAM para tratamento da MC foi quantificada mensalmente em unidades de doses definidas diárias (DDD) e expressa como incidência de tratamento antimicrobiano (ITA: número de DDD por 1.000 vacas em lactação-dia). A média de ITA mensal foi de 17,7 DDD por 1.000 vacas em lactação-dia (15,4 para compostos intramamários, e 2,2 para compostos sistêmicos). Entre os produtos intramamários, os aminoglicosídeos tiveram a ITA mais alta (11,7 DDD por 1.000 vacas em lactação-dia), enquanto que para os compostos administrados pela via sistêmica, as fluoroquinolonas (4,2 DDD por 1.000 vacas em lactação-dia) foram os antimicrobianos mais frequentemente usados. O tamanho do rebanho e CCSLT foram positivamente associados com a ITA. Além disso, a ITA foi mais alta em rebanhos com freestall do que em rebanhos com sistema tipo compost barn. No Estudo 3, determinou-se a filogenia de cepas de E. coli isoladas de casos de MC em vacas leiteiras, e a associação dos filogrupos mais frequentes com a susceptibilidade aos antimicrobianos. Um total de 100 isolados de E. coli identificados nos casos de MC descritos no Estudo 1 foram categorizados de acordo com os grupos filogenéticos por meio de um método de PCR quadruplex; o perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos também foi avaliado. A maioria dos isolados pertenceram ao grupo A (52%), seguido dos grupos B1 (38%), B2 (2%), C (4%), D (3%), e E (1%). Foram encontrados isolados resistentes para todos os antimicrobianos avaliados. De forma geral, mais de 96% dos isolados de E. coli foram resistentes a ampicilina, e mais de 23% foram resistentes a cefalotina, sulfadimetoxina ou tetraciclina. Altos níveis de resistência (>70%) foram encontrados também para eritromicina, oxacilina, penicilina e penicilina associada a novobiocina. Ao contrário, foi observado alta susceptibilidade ao ceftiofur (96.8%) entre os isolados de E. coli. Diferenças na susceptibilidade entre os grupos filogenéticos foi observada apenas para a cefalotina, em que os isolados de E. coli pertencentes ao filogrupo A foram inibidos em concentrações de antimicrobianas mais baixas que isolados pertencentes ao filogrupo B1. No Estudo 4, avaliou-se a diversidade genotípica entre isolados de Strep. agalactiae e Strep. uberis identificados em casos de MC em vacas leiteiras; adicionalmente, o estudo avaliou a associação dos genótipos agrupados de acordo com a similaridade genética com o perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos. Os isolados foram genotipados por meio do método de amplificação randômica de DNA polimórfico (RAPD). Grande diversidade genotípica foi observada tanto para o Strep. agalactiae (45 subtipos de 89 isolados) quanto para Strep. uberis (56 subtipos de 89 isolados). Para a avaliação de susceptibilidade aos antimicrobianos, os subtipos de Strep. agalactiae foram agrupados em três clusters (Ia, Ib e II), enquanto que os subtipos de Strep. uberis foram agrupados em dois clusters (I e II) de acordo com a similaridade genética. De forma geral, os isolados de Strep. agalactiae apresentaram alta susceptibilidade à maioria dos antimicrobianos, exceto para tetraciclina e eritromicina. Diferenças na susceptibilidade aos antimicrobianos entre os clusters de Strep. agalactiae foram observadas para ampicilina, ceftiofur, eritromicina, pirlimicina, sulfadimetoxina e tetraciclina. Por outro lado, os isolados de Strep. uberis foram resistentes à maioria dos antimicrobianos, exceto para cefalotina e penicilina + novobiocina. Não foram encontradas diferenças entre os clusters para todos os antimicrobianos na análise de Strep. uberis. Em conclusão, os resultados desta tese indicaram alta TIMC nos rebanhos avaliados, e apesar de os patógenos ambientais serem a causa mais comum de MC nestes rebanhos, patógenos contagiosos como Strep. agalactiae e Staph. aureus, ainda são uma preocupação em alguns rebanhos do Brasil. Além disso, observaram-se altas frequências de UAM e de terapias não recomendadas em bula entre os rebanhos avaliados. O uso não judicioso de antimicrobianos pode se tornar um fator de risco para o desenvolvimento da resistência bacteriana aos antimicrobianos, o que foi inclusive observado para isolados pertencentes as três espécies bacterianas mais prevalentes nos casos de MC no nosso estudo (E. coli, Strep. agalactiae e Strep. uberis). Finalmente, pelo fato de algumas variáveis em nível de rebanho terem sido associadas com a TIMC e com o UAM em nosso estudo, é possível que hajam oportunidades para implementação de estratégias de manejo com o objetivo de melhorar o controle da MC em rebanhos leiteiros do sudeste do Brasil.

In der vorliegenden Arbeit werden Wachstum und Entwicklung von 10 Schilfklonen (Phragmites australis) verglichen, um die genotypische Determinierung verschiedener Eigenschaften sowie den Einfluss der Standortfaktoren auf diese Eigenschaften zu untersuchen. Dabei sollen Aussagen zum Bestehen unterschiedlicher Ökotypen beim Schilf abgeleitet werden. Die Untersuchungen erfolgten auf sechs Pflanzfeldern, die im Rahmen von Renaturierungsmaßnahmen an den Ufern der Berliner Gewässer Seddinsee, Langer See und Havel im Frühjahr 1995 angelegt wurden. Die Anpflanzung erfolgt am Land, das Schilf wuchs in das Wasser vor. Die Herkunftsorte der Schilfklone unterschieden sich in der Nährstoffversorgung, der Substratqualität und der Exposition. Die Ergebnisse ließen deutliche Unterschiede in der Morphometrie der Halme (Halmlänge, Halmdurchmesser, Blattfläche pro Halm), der Halmbiomasse und der Balance zwischen Halmdichten und Halmlängen (bzw. Trockenmassen) zwischen den einzelnen Schilfklonen erkennen. Da dies beim Wachstum unter vergleichbaren Standortbedingungen gefunden wurde, kann eine genotypische Determinierung dieser Eigenschaften vermutet werden. Es konnte ebenfalls ein starker Einfluss der Umwelt auf das Wachstum des Schilfs festgestellt werden. Allgemein waren die Wachstumsbedingungen im Wasser deutlich besser als am Land. Die höchsten Halmbiomassen der einzelnen Schilfklone wurden daher im Wasser erreicht (zwischen 0,7 und 2,1 kg Trockenmasse pro m²), während die Werte am Land geringer waren (zwischen 0,6 und 1,0 kg/m²). Obwohl sich die Schilfklone an ihren ursprünglichen Standorten deutlich in den Stickstoffgehalten der Halme unterschieden, ergaben sich auf den Pflanzungen keine Unterschiede zwischen ihnen. Im Gegensatz dazu lagen die N-Werte bei jedem Schilfklon im Wasser erheblich höher als am Land. Dies lässt folgern, dass die Stickstoffgehalte der Halme in erster Linie vom Stickstoff-Angebot am jeweiligen Standort abhängen. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die Schilfklone genotypische Unterschiede in verschiedenen Merkmalen aufweisen können. Eine mögliche Nutzung zu einer Verbesserung des Erfolges von Pflanzmaßnahmen wird diskutiert. / In this study, growth and development of 10 reed clones (Phragmites australis) were compared to investigate genetically determined differences in various characteristics as well as the influence of site conditions on these characteristics. In addition, conclusions on the existence of different ecotypes were to be drawn. The study was performed on six experimental fields, established for shore renaturation on the lakes Seddinsee, Langer See and on the river Havel in Berlin in spring 1995. The plantations were established ashore, the reed expanded into the water. The sites of origin of the clones differed in nutrient supply, substrate quality and shore exposition. The results showed distinct differences between the individual reed clones regarding the morphometrics of the shoots (shoot length, culm diameter, leaf area per shoot), standing crop and the trade-off between shoot length (or dry matter) and shoot density. The fact that these results were found with clones that had grown under comparable site conditions seems to suggest a genotypic determination of these characteristics. A strong influence of the environment on the growth of the reed could also be deserved. In general, the conditions for growth were better in water than ashore. The highest standing crops of the individual reed clones were reached in water (between 0.7 and 2.1 kg drymatter pro m²), while the values ashore were lower (between 0.6 and 1.0 kg/m²). Although the reed clones at their original sites were clearly different in the nitrogen content of shoots, no differences were observed on the experimental fields. In contrast, the N-values of each clone were higher in water than ashore. This suggests that the nitrogen content of the shoots depends primarily on the nitrogen availability at the specific site. The results overall suggest that reed clones could exhibit genetically determined differences in various characteristics. A possible practical use to increase the efficiency of further reed plantations is discussed.

O fósforo (P) é um elemento essencial à produção agrícola, finito e insubstituível em suas funções no metabolismo vegetal. A baixa disponibilidade do nutriente nos solos tropicais está relacionada à sua forte interação com os colóides e íons na solução do solo, por meio da adsorção e precipitação, que reduzem a fração disponível. As plantas desenvolvem mecanismos de adaptação sob deficiência de P nos solos. Diversos estudos indicam variação genotípica das plantas em relação ao uso eficiente do nutriente. O aumento da eficiência de uso pode ser conseguida pelo aumento da aquisição do nutriente do solo (eficiência de absorção) e pelo aumento da produção por unidade de P absorvido (eficiência de utilização). Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de caracterizar os cultivares das espécies Coffea arabica e Coffea canephora quanto ao uso de P, agrupar em relação a eficiência e resposta ao nutriente, e avaliar as adaptações morfológicas do sistema radicular do cafeeiro submetido a baixa disponibilidade de P. O crescimento do cafeeiro reduziu sob baixa disponibilidade de P, e a concentração do nutriente foi superior nos cultivares de C. canephora. As folhas jovens concentraram mais P, principalmente na forma de Pi. A colonização micorrízica em C. arabica foi superior nas raízes sob deficiência de P, e a atividade da enzima fosfatase ácida não variou com os níveis do nutriente. Os cultivares de C. canephora foram eficientes na absorção de P, enquanto os cultivares de C. arabica eficientes na utilização do nutriente. A eficiência de P variou entre os cultivares de café, em que E16 Shoa, E22 Sidamo, Iêmen e Acaiá foram eficientes e responsivos. A deficiência de P reduziu o crescimento e o acúmulo de biomassa no cafeeiro, mas aumentou a razão raiz/parte aérea em C. arabica. As raízes sob deficiência de P foram mais finas e cresceram menos. A eficiência de absorção de P correlacionou positivamente com a área superficial, comprimento, volume de raízes, número de ramificações e densidade de tecido de raiz, e negativamente com o comprimento específico. A eficiência de utilização correlacionou positivamente com a altura, número de folhas, massa seca e razão raiz/parte aérea, e negativamente com a concentração e acúmulo de P nos tecidos. Os cultivares mais eficientes em P apresentaram maior área superficial, comprimento, volume de raízes e densidade de tecido radicular, e menor comprimento específico sob deficiência do nutriente. Os cultivares mais eficientes em P foram: E22 Sidamo, Acaiá, Jimma Tane, Obatã, Ouro Verde, Caturra Amarelo, Icatu Precoce e Guarini. / Phosphorus is a nutrient essential to agricultural production, finite and irreplaceable in their functions in plant metabolism. Low P availability in tropical soils is related to its strong interaction with colloids and ions in soil solution by means of adsorption and precipitation, which reduce the fraction available. Plants develop adaptation mechanisms under P deficiency in soils. Several studies indicate genotypic variation of plants in relation to the efficient use of P. Increased use efficiency can be achieved by increasing soil nutrient acquisition (uptake efficiency) and by enhancing production per unit of P absorbed (utilization efficiency). The objective of this study was to characterize cultivars of the species Coffea arabica and Coffea canephora regarding the use of P, group them in terms of efficiency and response to P and assess the morphological adaptations of the root system of coffee cultivars subjected to low availability of P. Coffee growth reduced under low availability of P, and P concentration was higher in cultivars of C. canephora. Young leaves concentrated more P, mostly in the form of Pi. Mycorrhizal colonization of C. arabica was higher in the roots under P deficiency, and the activity of the phosphatase acid enzyme did not vary with nutrient levels. Cultivars of C. canephora were efficient in P uptake, while the cultivars of C. arabica were more efficient in nutrient utilization. P efficiency varied between the coffee cultivars, and E16 Shoa, E22 Sidamo, Iêmen and Acaiá were efficient and responsive. P deficiency reduced growth and biomass accumulation in the coffee plant, but increased the root/shoot ratio in C. arabica. Roots under P deficiency were thinner and grew less. The P uptake efficiency correlated positively with the surface area, length, root volume, number of branches and root tissue density, and negatively with the specific length. P utilization efficiency correlated positively with height, number of leaves, dry matter and root/shoot ratio, and negatively with the concentration and accumulation of P in the tissues. Cultivars that were more efficient in P uptake showed more surface area, length, root volume and root tissue density, and smaller specific length under P deficiency. The most P efficient cultivars were: E22 Sidamo, Acaiá, Jimma Tane, Obatã, Ouro Verde, Caturra Amarelo, Icatu Precoce and Guarini.