The enzymatic conversion of lignocellulosic biomass into fermentable sugars is a promising approach for producing renewable fuels and chemicals. However, the cost of the fungal enzymes usually employed in this process remains a significant bottleneck for manufacturing low value-added products from biomass. A potential route to increase hydrolysis yield, and thereby to reduce hydrolysis cost, would be to supplement the fungal enzymes with their lacking enzymatic activities, such as Beta-glucosidase. To produce such enzymes at a low cost, the bacterium Escherichia coli is a strong contender, owing to its ability to grow rapidly on simple and inexpensive media, and to achieve high levels of productivity. Nevertheless, there is hardly any techno-economic analysis of low-value protein production using E. coli in the literature, and, more generally, there are very few techno-economic analyses of low-value protein production ever reported, with the exception of cellulase production by Trichoderma reesei. In particular, the biotechnological application of recombinant E. coli platforms equipped with toxin-antitoxin systems to ensure plasmid stability remains largely unexplored, and its economic impact, unknown. As such, this work presents a comprehensive techno-economic analysis of the industrial production of a low-cost enzyme (Beta-glucosidase) using both E. coli BL21(DE3) and E. coli SE1, a modified BL21(DE3) strain equipped with a toxin-antitoxin system for plasmid maintenance. Moreover, this study describes the actual cloning and expression of a Beta-glucosidase enzyme into E. coli BL21(DE3) and E. coli SE1, and the development of a novel inoculum production scheme that exploits the features of the SE1 strain, based on repeatedly recycling a fraction of the inoculum cells. The results of the techno-economic analysis project an enzyme production cost of 316 US$/kg in the baseline scenario, which is considerably higher than the values reported in the literature for the fungal cocktails. The facility-dependent cost, which is strongly associated with the cost of equipment, accounts for roughly half of the estimated cost, while the cost of raw materials, especially IPTG and glucose, and the cost of consumables are all quite significant. However, the simulation of multiple scenarios and optimization measures suggest that the enzyme cost can be substantially reduced on many fronts, such as: substituting the carbon source for cheaper alternatives; reducing the amount of IPTG used for induction; using an E. coli strain capable of extracellular production; or eliminating the steps of concentration and stabilization of the enzyme, in the case of on-site enzyme utilization. Developing E. coli strains capable of high rEnzyme volumetric productivities can also significantly reduce the cost of the enzyme, up to approximately 135 US$/kg in the scenario of highest productivity. In addition, based on the experimental results with the E. coli SE1 system, an inoculum recycle strategy that avoids the need of an extensive seed train was simulated, resulting in a significant reduction of the enzyme cost. Finally, the combination of multiple process improvements could lead to an enzyme cost near 20 US$/kg of protein, which comes close to the cost of fungal cellulases and demonstrates the great biotechnological potential of recombinant E. coli platforms. / A conversão enzimática de biomassa lignocelulósica em açúcares fermentescíveis é uma via promissora para a produção de combustíveis e produtos químicos renováveis. No entanto, o custo das enzimas fúngicas usualmente empregadas nesse processo permanece um gargalo significativo para a fabricação de produtos de baixo valor agregado a partir de biomassa. Uma possível estratégia para aumentar o rendimento da hidrólise e, assim, reduzir seu custo, seria suplementar as enzimas fúngicas com suas atividades enzimáticas deficientes, tais como a enzima Beta-glicosidase. Para produzir tais enzimas a um baixo custo, a bactéria Escherichia coli é uma forte candidata, dada a sua capacidade de crescer rapidamente em meios simples e baratos e de alcançar altos níveis de produtividade. No entanto, na literatura quase não há análises técnico-econômicas de produção de proteínas de baixo valor agregado utilizando E. coli e, de forma mais geral, há muito poucas análises técnico-econômicas de produção de proteínas de baixo valor agregado publicadas, com exceção da produção de celulases por Trichoderma reesei. Em particular, a aplicação biotecnológica de plataformas recombinantes baseadas em E. coli dotadas de sistemas toxina-antitoxina para garantir a estabilidade plasmidial segue em larga medida inexplorada, e seu impacto econômico, desconhecido. Assim, este trabalho apresenta uma análise técnico-econômica abrangente da produção industrial de uma enzima de baixo custo (Beta-glicosidase) usando E. coli BL21 (DE3) e E. coli SE1, uma cepa de BL21 (DE3) modificada que possui um sistema toxina-antitoxina para manutenção plasmidial. Além disso, este estudo descreve a clonagem e expressão de uma Beta-glicosidase em E. coli BL21 (DE3) e E. coli SE1, assim como o desenvolvimento de um novo método de produção de inóculo que tira proveito das peculiaridades da linhagem SE1, baseado em reciclar repetidamente uma fração das células do inóculo. Os resultados da análise técnico-econômica apontam para um custo de produção da enzima de 316 US$/kg no cenário-base, valor consideravelmente superior àqueles relatados na literatura para os coquetéis fúngicos. Os custos de overhead da planta, que estão fortemente associados ao custo de aquisição dos equipamentos, são responsáveis por aproximadamente metade do custo total, enquanto o custo de matérias-primas, especialmente IPTG e glicose, e o custo de consumíveis são bastante significativos. Porém, a simulação de múltiplos cenários e medidas de otimização sugerem que o custo da enzima pode ser substancialmente reduzido em muitas frentes, tais como: a substituição da fonte de carbono por alternativas mais baratas; a redução da quantidade de IPTG usado para indução; a utilização de cepas capazes de produzir a enzima extracelularmente; ou a eliminação das etapas de concentração e estabilização da enzima, em caso de utilização da enzima in situ. O desenvolvimento de cepas de E. coli capazes de atingir altas produtividades volumétricas de rEnzima também pode reduzir significativamente o seu custo, chegando a US$ 135/kg no cenário de maior produtividade. Com base nos resultados experimentais com a linhagem E. coli SE1, uma estratégia de reciclagem de inóculo que evita a necessidade de um extenso trem de inoculação também foi simulada, gerando significativa diminuição do custo da enzima. Por fim, a combinação de múltiplas melhorias no processo poderia levar a um custo de enzima em torno de 20 US$/kg de proteína, valor que se aproxima do custo das celulases fúngicas e que demonstra o grande potencial biotecnológico de plataformas de expressão baseadas em E. coli recombinante.

Vietnamese soy sauce has been made for centuries using traditional methods, in villages in Northern Vietnam. This sauce differs from other Asian products not only in its raw materials but also in its flavour characteristics. Presently small scale Vietnamese soy sauce is produced mostly with a standardised inoculum of Aspergillus oryzae under natural conditions. This usually gives rise to a product of variable and inconsistent quality. The aim of this study was to standardise the fermentation condition for the production of Vietnamese soy sauce, so as to obtain a product of more consistently good quality. Aspergillus flavus var columnaris was used as the inoculum. The inoculum was prepared by growing the organism on sticky rice at 20 and 37 degrees centigrade under aerobic conditions. At 20C, a high protease activity was recorded in the inoculum while at 37C, a high amylase activity was observed. The two different inocula prepared at 20C and 37C were then used in the preparation of soy sauce in the normal manner. The inocula were mixed with cooked roasted soy beans and salt water, left to age for 1 month at 30C, followed by ageing at 20C for 2 months. The products obtained were subjected to sensory evaluation and analysed for glucose, fructose, amino acids, nitrogen, ethanol and NaCI. Both inocula produced products of acceptable quality. The inoculum produced at 20C had a higher sensory evaluation score. It also contained a higher level of protein (14.5% compared to 11%), and a higher sensory evaluation score (6.9 compared to 3.2) when compared to a commercial Vietnamese sauce, Hanoi soy sauce. This valuable information will now enable small scale producers to produce this product throughout the year by controlling the temperature, and not be limited to the summer season, as has been the case with the traditional method of production. / Master of Science (Hons)

Fusarium wilt has been damaging the chrysanthemum crop in the central region of Rio Grande do Sul, especially in those cultivated in greenhouse. Four experiments were done with the objective of studying the effect of doses, environment, and forms of infection of Fusarium solani f. sp. chrysanthemi in chrysanthemum and its control by Trichoderma virens. In the first experiment, the objective was to select the inoculum quantity of F. solani f. sp. chrysanthemi needed to infect chrysanthemum plants cv. Calabria and 6g/600 g of soil was found to be the most damaging to the plants. In the second experiment, the inoculation of the pathogen by soil infestation or root immersion, with and without physical damage of the roots, was tested. There was no difference between the inoculation forms and the plants with damaged roots showed less growth. In the third and fourth experiments six isolates and five doses of biological powders of Trichoderma virens were tested in the control of the Fusarium wilt and the growth of plants. Since the plants did not show symptoms of Fusarium, it was not possible to determine the best doses of Trichoderma to control the disease and the utilization of the biological powders interfered negatively in the growth of chrysanthemum plants cv. Calabria. / A murcha de Fusarium tem causado danos à cultura do crisântemo na região central do Rio Grande do Sul, especialmente nos cultivos em ambiente protegido. Quatro experimentos foram desenvolvidos com o objetivo de estudar o efeito de doses, ambiente e formas de inoculação de Fusarium solani f. sp. chrysanthemi em crisântemo, e seu controle por Trichoderma virens. No primeiro experimento, objetivou-se selecionar a quantidade de inóculo de F. solani f. sp. chrysanthemi necessária à infecção de plantas de crisântemo cv. Calabria, sendo que 6g/600g de solo foi considerada a mais prejudicial às plantas. No segundo experimento, foi testada a inoculação do patógeno por infestação do solo ou imersão de raízes, em presença ou não de dano nas raízes. Não houve diferença entre as formas de inoculação e as plantas com dano nas raízes apresentaram menor desenvolvimento. No terceiro e quarto experimentos, foram testados seis isolados e cinco doses de pós contendo inóculo de Trichoderma virens no controle da murcha de Fusarium e no desenvolvimento das plantas. Em decorrência da ausência de sintomas de Fusarium, não foi possível determinar a melhor dose de Trichoderma para o controle da murcha e a utilização dos pós de Trichoderma interferiu negativamente no crescimento das plantas de crisântemo cv. Calabria.

Les champignons endomycorhiziens arbusculaires (MA) forment des relations symbiotiques avec la majorité des espèces végétales terrestres. Leur rôle écologique dans la productivité et la stabilité des agrosystèmes sont connus depuis de nombreuses années. Plusieurs études ont montré que ces symbiotes augmentent la croissance végétale et la résistance des plantes aux stress biotiques et abiotiques. Malgré le potentiel avéré de la symbiose MA pour augmenter durablement la productivité des agrosystèmes dans le cadre d’une agriculture à faibles apports d’intrants, cette biotechnologie est encore sous exploitée. Ce constat résulte essentiellement de difficultés techniques pour produire en quantité un inoculum fongique de qualité et un manque de connaissance concernant les facteurs biologiques régulant la réceptivité des sols à l’inoculation des champignons MA. Les principaux objectifs de ces travaux sont d’optimiser les performances d’un inoculum MA. (1), en associant le champignon MA avec des bactéries PGPR ou MHB. Cette stratégie vise à promouvoir l’établissement et le fonctionnement de la symbiose MA. En effet, ces bactéries bénéfiques aux plantes peuvent augmenter la croissance végétale, directement en fournissant à la plante des composés bénéfique (phytohormone, etc), et indirectement en réduisant ou prévenant les effets délétères de phytopathogènes ou en augmentant l’établissement de la symbiose MA. (2), par la gestion des cultures, notamment par l’association céréales/légumineuses en culture intercalaire. Les légumineuses sont souvent dépendantes des associations symbiotiques avec les champignons MA, et ceux-ci peuvent participer dans la nutrition azotée et phosphatée de la plante. (3), par l’amendement en composé ou organique. Ces amendements peuvent être solubilisés et dégradés par des bactéries et ainsi promouvoir la nutrition végétale sans augmenter la disponibilité de P et N dans le sol. (4), en développant des inocula complexes associant bactéries bénéfiques, champignons MA et amendement, l’ensemble contenu dans un gel d’alginate. / Arbuscular Mycorrhizal fungi (AM) are ubiquitous microorganisms forming symbiotic relationships with the majority of terrestrial plant species. Their ecological functions in the productivity and stability of agroecosystems have been recognized for many years. Many studies have shown that these symbionts improved plant growth and plant resistance to biotic and abiotic stresses. Despite the proven potential of mycorrhizal symbiosis to sustainably improve the productivity of agroecosystems under low input agriculture, this biotechnology is still under exploited. This failure mainly results from technical difficulties to mass-produced fungal inoculum of high quality and a lack of knowledge about the biological factors regulating the soil receptivity of AM inoculation. The main objectives of our studies are to optimize the performance of an AM fungal inoculum. (1), by combining the AM fungus with Plant Growth Promoting Rhizobacteria, or Mycorrhizal Helper Bacteria. This strategy aims to promote the establishment and the functioning of the mycorrhizal symbiosis. Indeed, this plant beneficial bacteria may affect plant growth through two different pathways, directly by providing to the plant some beneficial compounds (i.e. phytohormones, etc), indirectly, by reducing or preventing the deleterious effects of phytopathogens or by improving the establishment of the mycorrhizal symbiosis. (2), by plant management with the association of cereal/leguminous in intercropping. Leguminous are often dependent of AM association and AM fungi may participate to promote N and P plant uptake. (3), by amendment of mineral or organic compounds. These amendments can be degraded slowly by bacteria and promote plant nutrition without increase P and N soil availability. (4), by development of complex inocula associating beneficial bacteria, AM fungi and amendment, based on the entrapment of these inocula in alginate gels

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 638022 bytes, checksum: 770358d90456348a933e0711ab667f05 (MD5) Previous issue date: 2011-07-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) consist exclusively of carbon and hydrogen atoms arranged in a linear, angular or clustered. Several PAH suffer enzymatic activation and tend to bind to DNA, causing mutations and replication errors. Many of these molecules are known to be toxic, mutagenic and carcinogenic. The PAH are recalcitrant compounds due to its low water solubility and high sorption to soil. The use of biosurfactants has been an option usually effective for removing hydrophobic organic contaminants in complex matrices such as soil. The surfactin is a lipopeptide synthesized by Bacillus subtilis and highly effective in reduction of tension between water and hydrophobiccompounds.Unlike of an exhaustive extraction, the biosurfactants act by increasing the bioavailability of the contaminant and facilitates its degradation.In this work the experiment of phenanthrene biodegradation was conducted in clayed soils contaminated with 14C-phenanthrene and 4 12C-phenanthrene concentrations (1, 10, 40 and 100 mg g-1). Biodegradation was evaluated with the addition of supplements: surfactin (0.825 mg g-1), yeast extract (1.0 mg g-1) and an inoculum (30 mg g-1) obtained from the addition of diesel to a compost made of the municipal solid waste, for enrichment of microorganisms degraders of hydrocarbons. The flasks were kept at 35 °C for 49 days. The 14CO2 produced was captured in scintillation vials containing 2 ml of KOH (1 mol L-1). The bottles were changed on days 8, 18, 25, 32, 37, 44 and 49. After replacing the vials on the thirtieth-second day, was made a second application of surfactin (0.230 mg g-1) in all treatments. The highest degradation activity was achieved in the first 8 days of incubation, only treatments that received the inoculum. After the eighth day until the new surfactin supplementation (32 days), increased activity was not significant in any of the treatments. The activity increased again after the addition of surfactin further, but at a lower rate than achieved in the first 8 days. This result was attributed to the lower concentration of surfactin and the effects of adsorption of phenanthrene to the soil. The degradation activity in samples with the highest concentration of phenanthrene (100 mg g-1) did not differ in the treatments with and without surfactin. This result suggests that the concentration of bioavailable phenanthrene on this dose remained high enough to sustain the activity of degradation. Supplementation with yeast extract resulted in a lower degradation activity in treatments with 10, 40 and 100 mg g-1 of phenanthrene. In the treatments with the lowest dose of phenanthrene (1 mg g-1), yeast extract stimulated the degradation of the contaminant. It is concluded that supplementation with yeast extract stimulated the degradation of surfactin, which resulted in reducing the degradation of phenanthrene in higher concentrations of the contaminant. The results of the work indicate that the bioremediation of soils contaminated with PAH requires the maintenance of solubilizing agents such as surfactin. Due to the rapid degradation of biosurfactant on the ground, it is suggested that the best strategy is to inoculate microorganisms producers of this class of compounds and the maintenance of favorable conditions to ensure the production of biosurfactants in situ, during the process of bioremediation. / Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAS) são constituídos exclusivamente por átomos de carbono e hidrogênio e organizados sob forma linear, angular ou agrupada. Diversos HPA ao sofrerem ativação enzimática, tendem a ligar-se ao DNA, c ausando erros de replicação e mutações. Muitas dessas moléculas são reconhecidas como tóxicas, mutagênicas e carcinogênicas. Os HPA são compostos recalcitrantes, em razão de sua baixa solubilidade em água e alta sorção ao solo. O uso de biossurfactantes é uma opção geralmente eficaz na remoção de contaminantes orgânicos hidrofóbicos de matrizes complexas, como o solo. A surfactina é um lipopeptídeo sintetizado por Bacillus subtilis e possui alta atividade de redução da tensão entre compostos hidrofóbicos e a água. Diferente de uma extração exaustiva, os biossurfactantes agem aumentando a biodisponibilidade do contaminante e facilitam a sua biodegradação. Neste trabalho, foi conduzido um experimento de biodegradação de fenantreno em latossolo argiloso, contaminado com 14C-fenantreno e com 4 concentrações de 12C-fenantreno (1, 10, 40 e 100 μg g-1). A biodegradação foi avaliada com a adição dos suplementos surfactina (0,825 mg g-1), extrato de levedura (1,0 mg g-1) e de um inóculo (30 mg g-1), obtido a partir da adição de óleo diesel a composto de resíduo sólido urbano, para enriquecimento de micro-organismos degradadores de hidrocarbonetos. Os frascos foram mantidos a 35 °C por 49 dias. O 14CO2 produzido foi capturado em tubos de cintilação, contendo 2 mL de KOH (1 mol L-1). Os frascos foram substituídos nos dias 8, 18, 25, 32, 37, 44 e 49. Após a troca do frasco no trigésimo segundo dia, foi feita uma segunda aplicação de surfactina (0,230 mg g-1), em todos os tratamentos. A maior atividade de degradação foi alcançada nos primeiros 8 dias de incubação, somente nos tratamentos que receberam o inóculo. Após o oitavo dia, até a nova suplementação com surfactina (32° dia), o aumento da atividade não foi significativo em nenhum dos tratamentos. A atividade voltou a aumentar após a adição suplementar de surfactina, porém, em uma taxa inferior à alcançada nos primeiros 8 dias. Esse resultado foi atribuído à menor concentração da surfactina e a efeitos de adsorção do fenantreno ao solo. Nas amostras com a maior concentração de fenantreno (100 μg g-1) a atividade de degradação não diferiu em função dos tratamentos com e sem surfactina. Esse resultado sugere que a concentração do fenantreno biodisponível, nessa dose, se manteve suficientemente alta para sustentar a atividade de degradação. A suplementação com extrato de levedura resultou em menor atividade de degradação, nos tratamentos com 10, 40 e 100 μg g-1 de fenantreno. Nos tratamentos com a menor dose de fenantreno (1 μg g-1), o extrato de levedura estimulou a degradação do contaminante. Conclui-se que a suplementação com extrato de levedura estimulou a degradação da surfactina, o que resultou em redução da degradação do fenantreno nas maiores concentrações do contaminante. Os resultados do trabalho indicam que a biorremediação de solos contaminados com HPA requer a manutenção de agentes solubilizadores, como a surfactina. Em razão da rápida degradação do biossurfactante no solo, sugere-se que a melhor estratégia seja a inoculação de micro-organismos produtores dessa classe de compostos e a manutenção de condições favoráveis a produção de biossurfactantes in situ, ao longo do processo de biorremediação.

O hidrogênio é estudado como alternativa ao uso de combustíveis fósseis para geração de energia, uma vez que é um combustível renovável, apresenta alta concentração de energia por unidade de massa e não gera gases causadores do efeito estufa. Entre os processos de produção de hidrogênio destaca-se o processo fermentativo, pois é um processo de baixo custo quando comparado com outros processos e possibilita unir tratamento de efluente e geração de energia. Neste sentido, este trabalho teve como proposta estudar parâmetros envolvidos no processo de produção fermentativo do \'H IND.2\'. O trabalho envolveu três etapas. Na primeira etapa, foi estudada a produção de hidrogênio a partir de sacarose empregando reatores anaeróbios de leito fixo de fluxo ascendente. Na primeira fase, comparou-se o desempenho de diferentes matérias suportes (argila, carvão vegetal e polietileno) e tempos de detenção hidráulica (TDH) (0,5 e 2h). Na segunda fase, testaram-se diferentes porosidades (50, 75 e 91%) do leito de polietileno TDH de 0,5 h. Os resultados mostraram que TDHs menores e maiores porosidades promovem maiores e contínuas produções de \'H IND.2\'. Na segunda fase, avaliou-se a produção de \'H IND.2\' a partir de quatro inóculos: metanogênico tratamento termicamente e três provenientes de biomassa aderidas aos materiais suportes empregados na primeira etapa. Todos inóculos produziram \'H IND.2\'. Na terceira etapa, avaliou-se a viabilidade de produzir \'H IND.2\' a partir de diferentes águas residuárias (sacarose, esgoto sanitário, vinhaça e glicerina). Houve conversão de hidrogênio a partir de todas as águas residuárias e a vinhaça mostrou ser o efluente mais promissor para esta finalidade. As análises biológicas mostraram baixa diversidade de fungos e bactérias, porém todos associados com o processo de formação de \'H IND.2\'. A varredura dos parâmetros estudados neste trabalho proporcionou o entendimento do processo, assim como, o mapeamento das variáveis adequadas para o projeto e viabilidade da aplicação de reatores desenvolvidos para geração de hidrogênio. / The hydrogen obtained by fermentative production is studied as an alternative process to provide energy instead of fossil fuel application. Moreover, hydrogen is a renewable fuel, has high energy content per unit weight (122 kJ/g), generates clean energy without pollution and produces no greenhouse gases. The fermentative process has low cost when it is compared with traditional process and photosynthetic process, because hydrogen can be produced from wastewater by anaerobic treatment process. For that reason, the aim of this research was to study some parameters involved in the hydrogen production by fermentative process. Three steps were developed. In the first step, it was studied the hydrogen production from sucrose using up-flow anaerobic packed-bed reactor, this step was divide in two phases. In the first phase three support materials (clay beads, vegetal coal and polyethylene) and two hydraulic retention times (0.5 and 2 h) were tested. In the second phase three porosities (50, 75 and 91%) of polyethylene bed were tested. The results demonstrated that the low HRT and high porosities provided high hydrogen production, although, the support materials did not show significant difference in the hydrogen production and in the biomass developed. In the second phase, four inocula were used in order to produce hydrogen: thermal pre-treated methanogenic sludge; and the others three came from the reactors used in the first phase. All inocula were able to produce hydrogen. In the third step hydrogen production was obtained from three wastewaters (domestic wastewater, vinasse and glycerol) and a control (sucrose) in batch reactors. The wastewaters and control produced hydrogen and the vinasse showed the highest production. This research makes available the comprehension on the influence of the different parameters in processes projected for hydrogen production and it makes viable to apply in full-scale.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2017-03-23T14:45:38Z No. of bitstreams: 1 Rosemberg Ferreira Senhor.pdf: 389433 bytes, checksum: 9da1d8b1dade6ed260f4b412d613dbe3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T14:45:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosemberg Ferreira Senhor.pdf: 389433 bytes, checksum: 9da1d8b1dade6ed260f4b412d613dbe3 (MD5) Previous issue date: 2006-03-07 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The crater rot, caused by the fungus Myrothecium roridum, is an important disease of melon (Cucumis melo) fruits in the Northeast producing fields of Brazil. This work aimed to analyze the influence of the inoculation method (pulverization, drop deposition, pulverization with wound, drop deposition with wound, and sub-epidermal injection), wound intensity (0, 1, 3, 5, 7, 9 and 10 wounds), wound age (0, 3 and 6 hours), fruit age (12, 22 and 27 days), humidity (with and without moist chamber), temperature (15, 20, 25, 30, 35 and 40 °C) and inoculum concentration (101, 102, 103, 104, 105, 106 and 107 conidia.mL-1) of three M. roridum isolates (LE-609, LE-636 and LE-766) on the severity of the crater rot in melon fruits type Yellow (cv. AF-682) and Honeydew (cv. Orange Flesh). All inoculations were made in melon health fruits, after washing and superficial desinfestation. Each fruit was inoculated in six equidistant points and the cater rot severity was evaluated after five days, by assesment of the lesion area in each inoculated point. Crater rot severity was influenced by the interaction between inoculation methods, pathogen isolates and melon cultivars. Symptoms werenot observed in the fruits without wounds. The inoculations by pulverization or drop deposition lead to bigger lesions in wounded fruits. Sub-epidermal injection inoculation presented smaller lesions when compared with pulverization or drop deposition methods. The disease severity increased as the number of wounds rise, reaching the maximum with 10 wounds. A tendency of reduction of the disease severity was verified in fruits with the increase of the wound age. Lesions were significantly smaller in the fruits wounded six hours before the inoculation than in those wounded immediately before the inoculation. Fruit age was not decisive to increase or reduce the cater rot severity. The presence of free water in the surface of the fruits was unnecessary to initiate the infection process by M. roridum isolates, although the lesions were bigger in the fruits kept under moist chamber. In the absence of moist chamber, the biggest lesions were verified in cultivar Orange Flesh. All M. roridum isolates caused disease symptoms, being distinguished LE-639 which caused the biggest lesions with and without moist chamber. The temperature significantly influenced the severity of thedisease. The optimum estimates temperatures for disease development in the cultivars AF-682 and Orange Flesh were 26.1ºC and 26.2ºC, respectively. The smaller lesions were esteemed at 38.6 ºC in all interactions. Disease severity increased with theincrement in M. roridum inoculum concentration, reaching the maximum at 107 conidia.mL-1. In cultivar AF-682, the presence of symptoms were not observed in the fruits inoculated with the isolate LE-609 in the concentration of 101 conidia.mL-1, the same pattern was observed with the isolates LE-639 and LE-766 at concentrations of 102 and 103 conidia.mL-1, respectively. Considering the cultivar Orange Flesh, all isolated were able to induce disease symptoms beginning at a concentration of 103 conidia.mL-1. / A podridão-de-cratera, causada pelo fungo Myrothecium roridum, é uma importante doença dos frutos de meloeiro (Cucumis melo) nos pólos produtores do Nordeste brasileiro. Este trabalho teve como objetivos avaliar a influência dos métodos de inoculação (gota, pulverização, gota com ferimento, pulverização com ferimento e injeção subepidérmica), da intensidade do ferimento (0, 1, 3, 5, 7, 9 e 10 ferimentos), da idade do ferimento (0, 3 e 6 horas), da idade do fruto (12, 22 e 27 dias), da umidade (sem e com câmara úmida), da temperatura (15, 20, 25, 30, 35 e 40 °C) e da concentração de inóculo (101, 102, 103, 104, 105, 106 e 107 conídios.mL-1) de três isolados de M. roridum (LE-609, LE-636 e LE-766) na severidade da podridão-de-cratera em frutos de meloeiro dos tipos Amarelo (cv. AF-682) e Honeydew (cv. Orange Flesh). As inoculações foram realizadas em frutos sadios de meloeiro, após lavagem e desinfestação superficiais. Cada fruto foi inoculado em seis pontos eqüidistantes e a avaliação da severidade da podridão-de-cratera realizada cinco dias após, pela mensuração da área lesionada externa em cada ponto inoculado. A severidade da doença foi influenciada pela interação entre métodos de inoculação, isolados e cultivares. Nãohouve desenvolvimento de lesões nos frutos quando as inoculações foram realizadas sem ferimento. As inoculações por pulverização ou gota com a suspensão de conídios propiciaram as maiores lesões nos frutos submetidos a ferimentos. A inoculação por injeção subepidérmica propiciou lesões menores que os métodos de pulverização ou gota com ferimento. A severidade aumentou com o incremento do número de ferimentos, atingindo o máximo com 10 ferimentos. Verificou-se uma tendência de redução da severidade da doença nos frutos com o aumento da idade do ferimento. As lesões foram significativamente menores nos frutos feridos seis horas antes da inoculação do que naqueles feridos imediatamente antes da inoculação. A idade do fruto não foi determinante para elevação ou redução da severidade da podridão-de-cratera. A presença de água livre na superfície dos frutos foi desnecessária para o início do processo de infecção pelos isolados de M. roridum, embora as lesões tenham sido maiores nos frutos submetidos à câmara úmida. Na ausência da câmara úmida, as maiores lesões foram verificadas na cultivar Orange Flesh. Todos os isolados de M.roridum provocaram sintomas da doença, destacando-se LE-639 ao causar as maioreslesões com e sem a câmara úmida. A temperatura influenciou significativamente a severidade da doença. As temperaturas ótimas estimadas para o desenvolvimento da doença nas cultivares AF-682 e Orange Flesh foram 26,1 ºC e 26,2 ºC, respectivamente. As menores lesões foram estimadas a 38,6 ºC em todas as interações. A severidade da doença aumentou com o incremento na concentração de inóculo de M. roridum, atingindo o máximo com 107 conídios.mL-1. Na cultivar AF-682, não foi observada a presença de sintomas nos frutos inoculados com o isolado LE-609 na concentração de 101 conídios.mL-1, bem como com os isolados LE-639 e LE-766 nas concentrações de 103 e 102 conídios.mL-1, respectivamente. Na cultivar Orange Flesh, todos os isolados do patógeno induziram sintomas a partir da concentração de 103 conídios.mL-1.

Alternaria dauci e A. solani são duas espécies de fungos fitopatogênicos reconhecidamente difíceis de esporular em meio de cultura. Isto dificulta as inoculações artificiais e, conseqüentemente, prejudica o processo de seleção de genótipos de cenoura e tomate resistentes às doenças causadas por estes fungos. Este trabalho teve o objetivo de verificar a influência de alguns fatores, aplicados na incubação, sobre o crescimento micelial e esporulação das duas espécies fúngicas. Diferentes meios de cultura (BDA, aveia e V8), temperatura (15, 20, 25, 30 e 35 °C), comprimentos de onda da luz usada na incubação (amarela, azul, branca, NUV, verde e vermelha), tipos de estresse aplicado à colônia (raspagem, UV, irradiação de microondas e temperatura de 100 °C) e fotoperíodos (luz / escuro, respectivamente, de 24 h / 0 h, 22 h / 2 h, 17 h / 7 h, 12 h / 12 h, 7 h / 17 h, 2 h / 22 e 0 h / 24 h) foram testados. Após a determinação dos melhores fatores, o método desenvolvido neste trabalho foi comparado ao método tradicionalmente utilizado (BDA, 25 °C, 12 h luz branca / 12 h escuro e raspagem da colônia), utilizando diversos isolados de ambas as espécies. Os resultados indicaram o meio V8-ágar e a temperatura de 25 °C como os mais favoráveis ao crescimento e esporulação. Os diferentes comprimentos de onda utilizados tiveram influência marcante na esporulação, sendo o NUV o mais estimulante. Todos os tipos de estresse aplicados induziram esporulação, porém, a raspagem das colônias proporcionou os melhores resultados. O fotoperíodo 12 h luz NUV / 12 h escuro foi o que mais estimulou a esporulação. Observou-se que, de modo geral, períodos de escuro maiores que os períodos de luz aplicados após o estresse da colônia, favoreceram a esporulação. Dessa forma, o processo desenvolvido neste trabalho consistiu de incubação em meio V8-ágar, temperatura de 25 °C, raspagem da colônia e fotoperíodo de 12 h luz NUV / 12 h escuro. Este procedimento mostrou-se nitidamente superior ao tradicionalmente utilizado para crescimento e esporulação de ambas as espécies. / Alternaria dauci e Alternaria solani are two phytopathogenic fungus species known for difficult sporulation in culture media. This hampers artificial inoculations and, consequently, affects the selection process of carrot and tomato genotypes resistant to the diseases caused by these fungi. This study had the objective of verifying the influence of some factors applied during incubation on mycelia growth and sporulation of the two fungus species. Different culture media (BDA, oat and V8), temperature (15, 20, 25, 30 and 35 °C), light wavelengths during incubation (yellow, blue, white, NUV, green, and red), stress types applied to the colony (scratching, UV, microwave irradiation, and temperature of 100 °C) and photoperiods (light / dark, respectively, of 24 h / 0 h, 22 h / 2 h, 17 h / 7 h, 12 h / 12 h, 7 h / 17 h, 2 h / 22 h and 0 h / 24 h) were tested. Upon determination of the best factors, the method developed in this study was compared to the traditional procedure (BDA, 25 °C, 12 h white / 12 h dark light and scratching of the colony), with different isolates of both species. Results indicated the V8-agar media and a temperature of 25 °C as most favorable for growth and sporulation. The different wavelengths had a marked influence on sporulation and NUV was the most stimulating. All applied stress types induced sporulation, but best results were obtained with scratching of the colonies. The 12 h light / 12 h dark photoperiod stimulated sporulation most. In general, longer dark than light periods after the stress of the colony favored sporulation. The procedure developed in this study consisted of incubation in V8-agar media, a temperature of 25 °C, scratching of the colony and a 12 h light / 12 h dark photoperiod. This process is clearly superior to the traditional method for growth and sporulation of both species.

Alternaria dauci e A. solani são duas espécies de fungos fitopatogênicos reconhecidamente difíceis de esporular em meio de cultura. Isto dificulta as inoculações artificiais e, conseqüentemente, prejudica o processo de seleção de genótipos de cenoura e tomate resistentes às doenças causadas por estes fungos. Este trabalho teve o objetivo de verificar a influência de alguns fatores, aplicados na incubação, sobre o crescimento micelial e esporulação das duas espécies fúngicas. Diferentes meios de cultura (BDA, aveia e V8), temperatura (15, 20, 25, 30 e 35 °C), comprimentos de onda da luz usada na incubação (amarela, azul, branca, NUV, verde e vermelha), tipos de estresse aplicado à colônia (raspagem, UV, irradiação de microondas e temperatura de 100 °C) e fotoperíodos (luz / escuro, respectivamente, de 24 h / 0 h, 22 h / 2 h, 17 h / 7 h, 12 h / 12 h, 7 h / 17 h, 2 h / 22 e 0 h / 24 h) foram testados. Após a determinação dos melhores fatores, o método desenvolvido neste trabalho foi comparado ao método tradicionalmente utilizado (BDA, 25 °C, 12 h luz branca / 12 h escuro e raspagem da colônia), utilizando diversos isolados de ambas as espécies. Os resultados indicaram o meio V8-ágar e a temperatura de 25 °C como os mais favoráveis ao crescimento e esporulação. Os diferentes comprimentos de onda utilizados tiveram influência marcante na esporulação, sendo o NUV o mais estimulante. Todos os tipos de estresse aplicados induziram esporulação, porém, a raspagem das colônias proporcionou os melhores resultados. O fotoperíodo 12 h luz NUV / 12 h escuro foi o que mais estimulou a esporulação. Observou-se que, de modo geral, períodos de escuro maiores que os períodos de luz aplicados após o estresse da colônia, favoreceram a esporulação. Dessa forma, o processo desenvolvido neste trabalho consistiu de incubação em meio V8-ágar, temperatura de 25 °C, raspagem da colônia e fotoperíodo de 12 h luz NUV / 12 h escuro. Este procedimento mostrou-se nitidamente superior ao tradicionalmente utilizado para crescimento e esporulação de ambas as espécies. / Alternaria dauci e Alternaria solani are two phytopathogenic fungus species known for difficult sporulation in culture media. This hampers artificial inoculations and, consequently, affects the selection process of carrot and tomato genotypes resistant to the diseases caused by these fungi. This study had the objective of verifying the influence of some factors applied during incubation on mycelia growth and sporulation of the two fungus species. Different culture media (BDA, oat and V8), temperature (15, 20, 25, 30 and 35 °C), light wavelengths during incubation (yellow, blue, white, NUV, green, and red), stress types applied to the colony (scratching, UV, microwave irradiation, and temperature of 100 °C) and photoperiods (light / dark, respectively, of 24 h / 0 h, 22 h / 2 h, 17 h / 7 h, 12 h / 12 h, 7 h / 17 h, 2 h / 22 h and 0 h / 24 h) were tested. Upon determination of the best factors, the method developed in this study was compared to the traditional procedure (BDA, 25 °C, 12 h white / 12 h dark light and scratching of the colony), with different isolates of both species. Results indicated the V8-agar media and a temperature of 25 °C as most favorable for growth and sporulation. The different wavelengths had a marked influence on sporulation and NUV was the most stimulating. All applied stress types induced sporulation, but best results were obtained with scratching of the colonies. The 12 h light / 12 h dark photoperiod stimulated sporulation most. In general, longer dark than light periods after the stress of the colony favored sporulation. The procedure developed in this study consisted of incubation in V8-agar media, a temperature of 25 °C, scratching of the colony and a 12 h light / 12 h dark photoperiod. This process is clearly superior to the traditional method for growth and sporulation of both species.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2014-10-14T14:34:16Z No. of bitstreams: 2 Tese - Fernando Godinho de Araujo - Agronomia.pdf: 1300550 bytes, checksum: 2fcb22f0659c2649971101a837569973 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-10-17T21:38:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Fernando Godinho de Araujo - Agronomia.pdf: 1300550 bytes, checksum: 2fcb22f0659c2649971101a837569973 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-17T21:38:21Z (GMT). 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The first study had the purpose to evaluate the penetration and life cycle of H. glycines, race 3 (HG Type 0 -) in soybean cultivars resistant (BRSGO 8860RR) and susceptible (BRS Valiosa RR) under greenhouse conditions. Evaluations in stained roots were made at 2, 4, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24 and 30 days after inoculation (DAI). The penetration of H glycines occurred throughout the period of evaluation in both cultivars. The H. glycines life cycle was completed in 15 days, both in the susceptible and resistant cultivars. Resistant cultivar had the peak period of formation of J3, J4 and females delayed in comparison with the susceptible cultivar. The second study aimed to evaluate effectiveness of the resistance to H. glycines under high inoculum concentration, and the effect of increasing inoculum rates on the penetration of juveniles and H. glycines survival. Two experiments were conducted using three soybean cultivars (BRS Valiosa RR, susceptible to H. glycines; BRSGO Chapadoes and BRSGO 8860RR, both resistant to H. glycines) under four inoculum concentrations (1.000, 2.500, 5.000 and 10.000 eggs and J2 per plant). The increase in the H. glycines inoculum concentration increased the final nematode population in the susceptible cultivar. The cultivar resistance was not affected by high inoculum concentration. The root penetration of J2 increased as the inoculum concentration increased regardless the cultivar. The survival rate was higher in the susceptible cultivar decreasing with increasing of inoculum concentration. The third study evaluated the effect of seed treatment two soybean cultivars (resistant BRSGO 8860RR and susceptible BRS Valiosa RR). Two experiments were conducted, one in a naturally infested field and other under greenhouse conditions. The seed treatments did not affect the stand and the plant height of the resistant soybean cultivar. There was no effect of seed treatments on the nematode population in the field experiment. Under greenhouse, seeds treated with abamectin (50 and 75 mL a.i. 100 kg seed-1) + thiamethoxam (70 mL a.i.), imidacloprid + thiodicarb (105+315 mL a.i.) and thiodicarb + imidacloprid with carbendazim + thiram (75+225 e 30+70 mL a.i.) reduced the number of females per gram of roots on the susceptible cultivar. Seed treatment with imidacloprid + thiodicarb (75+225 mL a.i.) also reduced the number of eggs per female on the resistant cultivar BRSGO 8860RR. / A soja é a mais importante oleaginosa cultivada no mundo sendo o Brasil o segundo maior produtor. Diversos problemas fitossanitários afetam a cultura da soja, dentre eles o nematoide de cisto da soja, Heterodera glycines. A busca por alternativas de manejo eficiente desse nematoide e a compreensão de sua biologia têm sido temas muito difundidos, mas ainda carente de estudos. Dessa forma, foram conduzidos experimentos em condições de casa de vegetação e campo naturalmente infestado visando conhecer melhor o comportamento de H. glycines e propor alternativas para seu manejo. O primeiro estudo teve como objetivo avaliar a penetração e a duração do ciclo de H. glycines, raça 3 (HG tipo 0-), em cultivares de soja resistente (BRSGO 8860RR) e suscetível (BRS Valiosa RR) em condições controladas de casa de vegetação. Foram realizadas avaliações de coloração de raiz aos 2, 4, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24 e 30 dias após a inoculação (DAI). A penetração do H. glycines ocorreu durante todo o período de avaliação nas duas cultivares. O ciclo do H. glycines se completou em 15 dias, tanto na cultivar suscetível como na cultivar resistente. Na cultivar resistente o período de pico de formação de J3, J4 e fêmeas foi atrasado em relação a cultivar suscetível. O segundo estudo teve como objetivo avaliar se a resistência ao H. glycines é eficiente na redução do desenvolvimento do nematoide, mesmo sob elevada concentração de inóculo, bem como se esse aumento na concentração de inóculo e a resistência afetam a penetração de juvenis e a taxa de sobrevivência do H. glycines. Foram conduzidos dois ensaios utilizando-se três cultivares de soja, uma suscetível (BRS Valiosa RR) e duas resistentes (BRSGO Chapadões e BRSGO 8860RR), submetidas a quatro concentrações de inóculo (1.000, 2.500, 5.000 e 10.000 ovos e J2 por vaso). O aumento na concentração inicial de inóculo de H. glycines resultou no aumento da população final do nematoide na cultivar suscetível. A reação de resistência das cultivares não foi afetada por altas concentrações de inóculo e a penetração de J2 nas raízes aumentou com o aumento da concentração de inóculo independentemente da cultivar. A taxa de sobrevivência do nematoide foi maior na cultivar suscetível diminuindo com o aumento da concentração do inóculo, não sendo influenciada pela concentração de inóculo para cultivares resistentes. O terceiro estudo teve como objetivo avaliar o efeito do tratamento de sementes de duas cultivares de soja resistente (BRSGO 8860RR) e suscetível (BRS Valiosa RR), com produtos a base de abamectina e tiodicarbe no manejo de H. glycines. Foram conduzidos dois experimentos, sendo um em campo naturalmente infestado e outro em condições de casa de vegetação. Os tratamentos de sementes não afetaram o estande e a altura das plantas de soja. Não foi observado efeito dos tratamentos de sementes sobre o nematoide no experimento conduzido em campo. Em condições de casa de vegetação os tratamentos de sementes com produtos a base de abamectina, nas dosagens de 50 e 75 mL i.a. 100 kg sementes-1 acrescido de tiametoxam (70 mL i.a.) e os tratamentos imidacloprido + tiodicarbe (105+315 mL i.a.) e imidacloprido + tiodicarbe e carbendazim + tiram (75+225 e 30+70 mL i.a.) reduziram o número de fêmeas por grama de raiz na cultivar suscetível. O tratamento de sementes com imidacloprido + tiodicarbe (75+225 mL i.a.) também reduziu o número de ovos por fêmea na cultivar resistente, BRSGO 8860RR.