Orientadora : Profª Drª Roseli Wassen / Coorientadora : Profª Drª Ana Claudia Bonatto / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Genética. Defesa: Curitiba, 31/03/2017 / Inclui referências / Resumo: O processo de fixação biológica de nitrogênio atmosférico por rizóbios é de grande importância uma vez que reduz a necessidade de fertilizantes nitrogenados em culturas de interesse agronômico. Entre os rizóbios, S. fredii NGR234 tem sido amplamente estudado devido a sua grande faixa hospedeira. O intercâmbio de sinais moleculares requerido para uma nodulação ótima de NGR234 em leguminosas tem sido muito estudado, mas alguns fatores nele ainda têm função desconhecida. Entre eles o par regulatório NodV e NodW. Através do estudo do transcriptoma do mutante nodVW?, em comparação com o transcriptoma da estirpe selvagem, foram determinados alguns alvos de regulação por este sistema. Dentre eles os operons NGR_b03250-NGR_b03190, rmlB-wbgA, NGR_c06030-NGR_c06080, nopB-rhcU, nopC-NGR_a00520, e os genes nopT, nopJ, fixF, nodU e rgpF que são modulados por NodV e NodW em presença de flavonoides, enquanto que os operons NGR_c26130-NGR_c26200, NGR_c26090-NGR_26120, e os genes NGR_c30010 e hmgA são modulados na ausência destas substâncias. Os operons pqqEDCBA, cysHDN, cysG-NGR_c13080, thuEFGKAB e o gene suhB são modulados nas duas condições. Através do uso de fusões transcricionais das regiões regulatórias dos genes nopJ, nopB-rhcU, nopC-NGR_a00520, nopT, fixF e pqqEDCBA com o gene repórter de proteína fluorescente verde (GFP), a expressão diferencial destes foi confirmada. Ademais, foi detectada a ligação de NodW á região regulatória de nopB, in vitro, sugerindo que o sistema NodV-NodW pode participar diretamente da ativação deste gene. Além disso, foi feita uma nova descrição dos genes modulados por flavonoides em NGR234, confirmando o descrito por outros autores, através de RNA-seq. Desta maneira, este trabalho agrega informação para um maior entendimento do diálogo molecular rizóbio-leguminosa e abre portas para novas pesquisas no futuro. Palavras-chave: Sinorhizobium fredii NGR234, nodV, nodW, RNA-seq. / Abstract: The process of biological nitrogen fixation by rhizobia is of great importance since it reduces the need for nitrogen fertilizers in crops of agronomic interest. Among rhizobia, S. fredii NGR234 has been extensively studied due to its large host range. The exchange of molecular signals required for optimal nodulation of NGR234 in legumes has been well studied, but some factors in it still have unknown function. Among them is the NodV and NodW regulatory pair. Through the transcriptome study of the nodVW? mutant in comparison with the wild-type transcriptome some regulatory targets have been described for this system. Among them, the operons, NGR_b03250-NGR_b03190, rmlB-wbgA, NGR_c06030-NGR_c06080, nopB-rhcU, nopC-NGR_a00520, and the nopT, nopJ, fixF, nodU and rgpF genes are modulated by NodV and NodW in the presence of flavonoids, while the operons NGR_c26130-NGR_c26200, NGR_c26090-NGR_26120, and the genes NGR_c30010 and hmgA are in the absence of these substances. The pqqEDCBA, cysHDN, cysG-NGR_c13080, thuEFGKAB and suhB gene operons are modulated under both conditions. Through the use of transcriptional fusions of the regulatory regions of the nopJ, nopB-rhcU, nopC-NGR_a00520, nopT, fixF and pqqEDCBA genes with the green fluorescent protein (GFP) reporter gene, the differential expression of these genes has been confirmed. In addition, NodW binding to the regulatory region of nopB-rhcU has been detected in vitro, suggesting that the NodV-NodW system can participate directly in the activation of this gene. Additionally, a new description of the flavonoid-modulated genes in NGR234 has been made, confirming the one described by other authors, through RNA-seq. Therefore, this work aggregates information for a better understanding of rhizobial-legume molecular conversation, and opens the door to further research in the future. Key-words: Sinorhizobium fredii NGR234, nodV, nodW, RNA-seq.

Orientador : Sueli dos Santos Freitas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-01T04:58:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Donzeli_VanessaPolon_M.pdf: 3736663 bytes, checksum: b03b3a2e2bf36d9e0324b6c60c2f1e59 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientadora: Jaísa Fernandes Soares / Co-orientador: Fábio Souza Nunes / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: A presença de ferro e vanádio no provável sítio ativo da V-nitrogenase sugere que complexos que contenham esses metais possam reagir com N2. Com o objetivo de estudar modelos químicos funcionais da nitrogenase, temos interesse na preparação de agregados trinucleares do tipo [MTi2(OR)9] onde M' = Na+, K+; R = OPr1. Esses agregados trinucleares, quando em reação com cloretos de ferro e vanádio (M"Cln, n = 2 ou 3) podem formar espécies mais complexas do tipo [M"Cln-i{Ti2(OR)9}]. Neste trabalho, todas as operações foram realizadas sob atmosfera de N2 (pureza 99,999%), através do uso de técnicas de Schlenk. Os materiais de partida NaOPr', KOPr' e [Ti(OPr')4] foram preparados por alcoólise dos hidretos de sódio e de potássio e do tetracloreto de titânio, respectivamente. A reação de fn(OPr')4] com KOPr1 (2:1), seguida da adição de 1 equivalente de FeCI2 produziu, após purificação, cristais marrons claros (produto I). Os resultados de microanálise e de Difratometria de Raios-X (monocristal) confirmam a formação do complexo trinuclear [FeCI{TÍ2(OPr')9}]. Os resultados das análises por RPE e dos cálculos mecânico-quânticos em nível semi-empírico (parametrização INDO/S) indicam a presença de um centro de Fe" (spin alto) e dois de Tilv em I. A reação entre [Ti(ÒPr')4] e NaOPr' (2:1) seguida da adição de V C I 3 (1 equivalente) produziu cristais incolores (produto IV) e cristais verdes (Produto V). Os resultados da análise elementar (teores de C, H, Ti e V) indicaram que os metais foram incorporados em produtos diferentes (titânio e vanádio nos produtos IV e V, respectivamente). A análise por Difratometria de Raios-X do produto IV revelou que a estrutura molecular consiste de um dímero de Til v de fórmula molecular [{TiCI(OPr')2(Pr'OH)}2(n-OPr')2]. O produto mostrou-se silencioso na análise por RPE, o que é concordante com a presença de Tilv. Os dados estruturais obtidos por Difratometria de Raios-X e a presença de uma banda alargada para o estiramento O-H em 3200 cm"1 no espectro de absorção no infravermelho sugerem fortemente a presença de ligação de hidrogénio intramolecular em IV. Esta conclusão encontra suporte também nos resultados dos cálculos semi-empíricos da geometria do complexo (parametrização INDO/S). O espectro de 1H-RMN (-40°C, C D 2 C I 2 ) do produto IV indica a presença de 3 ambientes diferentes de grupos isopropóxidos, o que é coerente com o esperado, considerando os dados estruturais disponíveis. Esses resultados indicam que a estrutura binuclear apresentada pelo produto IV no estado sólido provavelmente se mantém em solução. O êxito na preparação de [FeCI{TÍ2(OPr')g}] confirma que a estratégia de síntese utilizada neste trabalho é eficiente para a incorporação de um heterometal à unidade {Ti2(OPr')9}~. Esse resultado sugere que a rota possa ser utilizada na preparação de alcóxidos heterobimetálicos de titânio com outros metais, bem como na síntese de complexos do tipo [FeCln-i{V2(OR)9}] com vanádio(IV) ao invés de titânio(IV). Palavras-chave: 1) fixação de nitrogênio; 2) alcóxidos heterometálicos; 3) titânio / Abstract: The demonstration that iron and vanadium are present in the putative active site of the V-nitrogenase suggested that Fe/V-mixed-metal complexes might react with dinitrogen. This work aimed at the preparation of functional models for the alternative V-nitrogenase, synthesised from [M'{ri2(OR)9}] (M' = Na+, K*; R = OPH) and M"Cln (M" = Fe, V; n = 2-3). Expected products were formulated as [M"CI(n-i){Ti2(OR)9}]. All operations were carried out under N2 with the use of standard Schlenk techniques. The starting materials NaOPr', KOPr* and Ui(OPr')4] were prepared by alcoolysis of NaH, KH and TiCU, respectively. The reaction of [TiiOPr1)^ with two molar equivalents of KOPr1 in toluene, followed by addition of one equivalent of FeCb produced, after work-up, light brown crystals (Product I). Microanalytical and singlecrystal X-ray diffraction data confirmed the formation of the trinuclear complex [FeCI{Ti2(OR)g}]. EPR results and semi-empirical auantum mechanical calculations (INDO/S method) indicated the presence of one high-spin Fe and two Tilv centres in I. The reaction between [T^OPr1)^, NaOPr'and V C I 3 (2:1:1) in toluene gave colourless (product IV) and green crystals (product V). Elemental analyses (C, H, Ti and V contents) indicated that the two metals were incorporated in different products (Ti and V in IV and V, respectively). X-ray diffraction analysis of product IV revealed the binuclear Tilv molecular structure of [{TiCI(OPri)2(PriOH)}2(^-OPri)2]. The complex is EPR-silent, and this agrees with the presence of titanium(IV). X-ray diffraction and FTIR data (large v(OH) band at 3200 cm"1) strongly suggest the presence of intramolecular hydrogen bonding in IV. This conclusion is also supported by results of semi-empirical theoretical calculations (INDO/S method). Low-temperature 1H-NMR spectra recorded for IV in C D 2 C I 2 are compatible with the presence of three magnetically non-equivalent isopropoxyde groups in the complex. This suggests that the binuclear structure of IV is stable in solution, as well as in the solid state. The successful preparation of [FeCI{Ti2(OR)9}] (I) confirms that the synthetic approach described in this work efficiently incorporates heterometals into the {Ti2(OR)9}" moiety. Subsequent work will include the preparation of heterometallic alkoxides of titanium with other metals, as well as the synthesis of complexes formulated as [FeCI^ i){V2(OR)g}], with vanadium(IV) replacing titanium(IV) in the trinuclear structure.

Orientadora : Jaísa Fernandes Soares / Co-orientador : Eduardo Lemos de Sá / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 2004 / Inclui bibliografia / Resumo: Nosso interesse em alcóxidos deve-se à sua importância na química da fixação de nitrogênio e ao seu emprego como precursores de fonte única para óxidos de alta tecnologia preparados através do processo sol-gel. A química de alcóxidos polimetálicos vem sendo desenvolvida em nosso laboratório para a obtenção de agregados contendo vanádio(l l/l I t/IV), ferro(ll) e/ou cátions de metais alcalinos (Na+, K+). Todas as operações experimentais foram realizadas utilizando técnicas de Schlenk e "glove-box". Os produtos foram caracterizados por análise elementar, difratometria de raios-X, técnicas espectroscópicas (IV-TF, RPE, espectroscopias Mõssbauer e eletrônica), vqltametria cíclica e determinações de susceptibilidade magnética. A reação entre n"i(OPri)4] e KOP^ (2:1), seguida da adição de VCI3, gerou dois produtos principais: um cloro-alcóxido de vanádio(lll) (A) e [{TiCI(OPri)2(PrJOH)}2(^-OPri)2] (B). Desta reação foram isolados mais três produtos cristalinos, [VíojckpHohj^ci (C), FÍ2(V0)V2(^0Prj)5(M4-0)CI(0Prj)6] (D) e [TÍ3(OMe)2(OPH)9] n"i2(V0)2(m-0)(^0Pri)5(0Pri)2] (D'), formados devido à presença de traços de umidade e O2 no sistema. A adição de piridina a A gerou o complexo [{VCI2(py)3}2(n-0)] (E). A reação de [VíOBu4^] com KOBu1, seguida da adição de isopropanol, produziu cristais verde-claros de [K2(VO)2(Ki-OPrj)2(PrJOH)2(OPri)4]oo (F) e cristais verde-escuros de ^(n-OPr^OPÓe] (G). O produto G apresenta termocromismo reversível em solução (azul (40°C) ** amarelo (-60°C)) devido à existência de um equilíbrio entre as espécies mono- e binuclear. Para a preparação de espécies heterometálicas, foram desenvolvidos materiais de partida de fórmula mínima [MX2U] (onde M = Fe", V"; X = Cl", I"; L = isopropanol, thf ou piridina e n = 2 ou 4). Assim, foram preparados dois novos haloalcoolatos de Fe" ([Fe(PrjOH)4(fi-l)2Fel2] (H) e //ans-fFeCfeíPHOHM (I)) e três halocomplexos de V" ({VCI^P^OHJán (J), {VCI2(thf)2}n (L) e [VCI2(py)4] (M). Esses alcoolatos não reagem entre si para gerar produtos heterometálicos, mas H e J, assim como H e [VCl3(thf)3], reagem na presença de isopropóxido de sódio para produzir sólidos poliméricos que aparentemente contêm ambos os metais. Da reação entre [Nfeín-OPHfeíOPHje] (G) e [Fe(PriOH)4(jx-l)2Fel2] (H) foram isolados cristais roxo-escuros de [Feljín-OPHjjVíOPr^íPHOH)] (R). O produto R é o primeiro alcóxido heterometálico contendo vanádio e ferro descrito na literatura. Os estudos de redução química e eletroquímica de G e R sugerem a viabilidade de preparação de alcóxidos em estados de oxidação baixos, em condições propícias para a fixação do dinitrogênio. Os produtos G e R estão sendo utilizados como precursores de óxidos baseados em V e V/Fe, respectivamente. Palavras-chave: 1. alcóxidos heterometálicos; 2. vanádio(ll/lll/IV) e ferro; 3. ferro(ll/lll) / Abstract: Our interest in alkoxides is due to their importance in nitrogen fixation chemistry and their use as single-source precursors (SSP) of high-technology oxides prepared by sol-gel processes. This work aimed at the preparation of polymetallic aggregates containing vanadium(ll/l11/1V), iron(ll) and/or alkaline metal cations (Na+, K+). All operations were carried out under N2 with the use of Schlenk and glove-box techniques. Products were characterised by elemental analyses, single-crystal X-ray diffractometry, FTIR, EPR, Mossbauer and electronic spectroscopies, cyclic voltammetry and magnetic susceptibility measurements. The reaction between [TKOPfy], KOPH and VCI3 (2:1:1) gave two major products: a vanadium(lll) chloroalkoxide (A) and [{TiCI(OPri)2(PriOH)}2(|a-OPri)2] (B). Three other crystalline complexes were also isolated from the reaction mixture, [V(0)CI(PrJ0H)4]CI (C), [ri2(V0)V2(ji-0Pri)5(n4-0)CI(0PfJ)6] (D) and n'b(0Me)2(0Pfi)9]n'i2(V0)2(n4-0)(n-0Pri)5(0Pri)2] (D*), probably generated by the presence of trace amounts of water and 02 in the system. The addition of pyridine to A gave crystalline E, [{VCbipyfeMn-O)], whose isolation confirmed the oxidation state +III for the vanadium in A. The reaction between [VfOBu1)^ and KOBu1, followed by the addition of propan-2-ol, gave light green crystals of [K2(VO)2(n-OPri)2(PriOH)2(OPri)4]0o (F) and deep green crystals of tV2(^-OPrj)2(OPri)6] (G). The latter is thermochromic in solution, changing reversibly from blue (at 40°C) to bright yellow (at -60°C); this behaviour is accounted for by an equilibrium between mono- and binuclear non-oxo vanadium(IV) species in solution. Halocomplexes of iron(ll) and vanadium(ll) with propan-2-ol as a ligand were also prepared to be employed as starting materials in the synthesis of heterometallic compounds. Five new haloalcoholates were then isolated, two involving iron(ll), [FeiPHOHMn-I^Feh] (H) and i/ans-lFeCbiPHOH)*] (I), and three with V": {VCI2(Pr,OH)2}00 (J), {VCI2(thf)2}" (L) and [VCI2(py)4] (M). These alcoholates do not react with each other to give mixed-metal products, but H and J, as well as H and [VCI3(thf)3], react in the presence of sodium isopropoxide to give polymeric products containing both iron and vanadium. Finally, deep purple crystals of [Fel2(^.-OPri)2 ViOPr^PHOH)] (R) were obtained from the reaction between [V2(^-OPrj)2(OPrj)6] (G) and [FeiPr'OHM^i-lhFeh] (H); R is the first heterometallic alkoxide of iron and vanadium reported to date. Preliminary cyclic voltammetry analyses of [V(OBul)4], G and R indicate the possibility of generating low-oxidation-state species in solution, in conditions similar to the ones employed by Shilov and co-workers, and Floriani and co-workers, for the activation and reduction of molecular nitrogen. G and R are now being employed as molecular precursors for V and V/Fe oxides with potential electrochromic properties.

Orientador: Ladaslaw Sodek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-22T16:17:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Puiatti_Mario_D.pdf: 9205989 bytes, checksum: 9b01b61d9d046287511084df4a86ad39 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Nitrogênio combinado, especialmente N03- exerce dois efeitos inibitórios fundamentais na associação simbiótica Bradyrhizobium-soja. Um deles é exercido no processo de nodulação, interferindo, possivelmente, desde as primeiras trocas de comunicação rizobia-planta, através da interferência nos sinais moleculares envolvidos nessa comunicação, até a síntese da N2ase do bacteróide e a sua entrada em funcionamento ativo. Em nódulos já formados, com a N2ase fixando ativamente N2 N03-atua inibindo a atividade da N2ase, e por conseguinte, a redução de N2 a NH4 + . Embora esses dois efeitos sejam conhecidos há cerca de um século, e durante esse tempo várias hipóteses terem sido formuladas, persistem, ainda hoje, dúvidas quanto ao(s) mecanismo(s) envolvido(s). Em razão de pesquisas recentes terem associado a possibilidade do envolvimento de etileno com o efeito inibitório de N03- na nodulação, e do envolvimento de N03- limitando O2 para a atividade fixadora de N2 de nódulos já formados, realizamos esse trabalho, o qual, além de investigar alguns aspectos gerais do mecanismo de inibição da nodulação e da fixação de N2 pelo N03- em nódulos de soja, teve como objetivos específicos: a) verificar o envolvimento de etileno na inibição da nodulação e da fixação de N2 pelo N03- ; b) verificar o envolvimento de uma possível limitação de O2 na inibição da fixação de N2 pelo N03-. Para verificar o possível envolvimento de etileno na inibição da nodulação e fixação de N2 pelo N03-, foram realizados dez experimentos (dois em vermiculita e oito em hidroponia). Para verificar a possível limitação de O2 há atividade de fixação de N2 do nódulo já formado, foram conduzidos cinco experimentos, submetendo plantas adultas, noduladas, inoculadas e cultivadas em vermiculita até a frutificação, fixando ativamente N2, a tratamentos de hidroponia e/ou N03- por períodos variáveis de até nove dias. Baseado nos resultados obtidos, concluímos que: inibidores da síntese de etileno (Co e A VG), não foram eficientes em prevenir a planta de soja do efeito inibitório de N03 na nodulação, nem na atividade fixadora de N2 do nódulo. Por outro lado, AIA (1,0 µM), apresentou alguns indícios de estar envolvido no processo da nodulação, prevenindo-a, parcialmente, do efeito inibitório de N03, todavia, AIA também não foi eficaz em prevenir a atividade fixadora de N2 dos nódulos do efeito inibitório de N03-. Além isso, AIA (1,0 µM), alterou as proporções dos aminoácidos livres presentes nos exsudatos do xilema, aumentando grandemente aspartato e diminuindo glutamina e asparagina, além de impedir o aumento de asparagina e a diminuição de aspartato proporcionados pelo N03- (4,0 mM). Hidroponia, mesmo com borbulhamento permanente da solução nutritiva com ar, inibiu atividade de fixação de N2 dos nódulos, sugerindo que o sistema limita O2 para a atividade da N2ase do bacteróide. Além disso, hidroponia proporcionou a diminuição de asparagina e de glutamina nos exsudatos do xilema, e um aumento muito grande de aspartato, embora não tenha sido possível explicar esse aumento de aspartato em termos do catabolismo de asparagina pela ação da asparaginase em nódulos. N03- inibiu a nodulação e a atividade de fixação de N2 dos nódulos, sendo a última mais sensível a esse efeito inibitório; além disso, o efeito inibitório foi manifestado com maior intensidade em hidroponia do que em vermiculita, sugerindo que N03- atue limitando ainda mais O2 para a atividade de fixação de N2 do nódulo. N03- em aerobiose (vermiculita ou hidroponia com aeração) promoveu aumento de asparagina e diminuição de glutamina nos exsudatos do xilema. Anaerobiose (anoxia parcial ou total), principalmente associada ao N03-, promoveu diminuição de asparagina, glutamina e aspartato nos exsudatos do xilema, e aumento acentuado de a lanina e serina. A atividade de fixação de N2 do nódulo foi diretamente proporcional ao teor de ureídeos totais presentes nos exsudatos do xilema e inversamente proporcional ao teor de N03-; todavia o teor de aminoácidos livres totais demonstrou ser uma característica pouco associada à atividade fixadora de N2 dos nódulos. O teor de Lb, dentro de cada tratamento, variou proporcionalmente ao de proteína solúvel total, apresentando menores teores os tratamentos de estresse de O2 associado com NO3- (hidroponia +NO3- e sem aeração); todavia a resposta da Lb aos tratamentos aplicados não foi muito expressiva, sugerindo que a Lb pode não ser um dos principais fatores limitantes do processo de fixação de N2 em nódulos de soja / Abstract: Mechanisms involved in inhibition of nodulation and N2 fixation process by NO3- in soybean plants (Glycine max (L.) Merril cv. Santa Rosa) cultivated by hydroponics technique. Combined nitrogen, especially N03-, performs two fundamental inhibitory effects in the Bradyrhizabium-saybean symbiotic association. One of them is performed during nodulation, and it interferes from the first communication exchanges rhizoid-plant, by means of the interference in the molecular signals which are involved in this communication exchanges, up to the bacteroid N2ase synthesis and its entry into the active functioning. N03- works as an inhibitor of the N2ase activity, in the already farmed nodules with the N2ase actively fixating the N2, and consequently inhibits the N2 a NH4 + reduction. In spite of these two effects being already known far around one century, and that during this time many hypothesis have been formulated, doubts in relation to the mechanism(s) which is(are) involved. Thanks to recent researches having associated the possibility of ethylene having he inhibitory effect aver the N03- in nodulation, and to the involvement of N03-, which limits O2 in the N2 fixating activity of the already farmed nodules, we have as well as making this work - in which, we investigate same general aspects of the nodulation inhibition mechanism and the N2 fixing by the N03- in soybean nodules - aimed on specific objectives such as: a) check on the involvement of ethylene in the nodulation inhibition mechanism and the N2 fixating by the. N03-, b) verify the involvement of a possible O2 limitation in the inhibiting mechanism of the N2 fixing by N03-. Ten experiments (two on vermiculite and the other eight on hydroponics) were performed in order to verify the possible involvement of ethylene in N03- nodulation inhibition and N2 fixation. Five experiments were done in order to check on the possible O2 limitation in the N2 fixating activity present in the already formed nodule, by subjecting adult plants, which were modulated, inoculated and cultivated in vermiculite up to its fructification, which was an activity that actively fixed the N2, to the hydroponics treatments and/or N03- for varied periods of up to nine days. We have concluded, based on the results which were obtained, that: inhibitors of the ethylene synthesis (Co and AVG), were not efficient in protecting the soybean plant from the inhibitory effect of the N03- in the nodulation, neither in the nodule N2 fixating activity. On the other hand, AIA (1,0 µM), presented some possibilities of it being involved in the nodulation process, which partially prevents the inhibitory effect of the N03- however, AIA was also not efficient in preventing the nodule N2 fixating activity, from the N03- inhibiting effect. However, AIA (1,0 µM), has altered the proportions of the free amino acids which are present in the xylem exudates, greatly enlarging aspartic acid and decreasing glutamine and asparagines, as well as stopping the asparagines increase and the aspartic acid decrease caused by the N03- (4.0 mM) . Hydroponics, even with a constant bubbling of the nutritive solution with air, has inhibited the nodules N2 fixating activity, which suggests that the system limits O2 for the N2ase activity of the bacteroid. Also, hydroponics has caused the decrease of asparagines and of glutamine in the xylem exudates, and a great a spartatic acid increase; a though it was not possible to explain this aspartic acid increase concerning the asparagines catabolism through the action of the asparagines in the nodules. N03- has inhibited the nodulation and the nodule N2 fixating activity, but the latter is more sensitive to this inhibitory effect. Besides, the inhibitory effect has been manifested more intensively in hydroponics than in vermiculite, suggesting that N03- would proceed restricting even more the O2 for the nodule N2 fixing activity. N03- in aerobic conditions (vermiculite or hydroponics with aeration) promoted the asparagines increase and the glutamine decrease in the xylem exudate. Anaerobic conditions (partial or total anoxia), especially when it is associated to N03-, caused the decrease of asparagine, glutamine and aspartic acid in the xylem exudate, and a great increase of alanine and serine. The nodule N2 fixating activity, was directly proportional to the total ureides amount present in the xylem exudate, and inversely proportional to .the N03-, does, the total amount of free amino acids, has shown to be a kind of characteristic which is not much associated to the nodule N2 fixating activity. The Lb amount, in each treatment, varied proportionally to the total amount of soluble protein, presenting lower amounts in 02associated to N03- (hydroponics +N03- and without aeration) stress treatment. However the Lb answers to the applied treatments were not toa expressive, which suggests that the Lb cannot be one of the main limiting factors of the soybean nodule N2 fixating process / Doutorado / Doutor em Ciências

Orientador: Marlene A. Schiavinato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-23T03:20:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendonca_EleniraHenriqueMiranda_M.pdf: 3708789 bytes, checksum: 41f561121b55e9b0ba97ecba77a7c94b (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Em experimentos conduzidos sob condições de casa de vegetação, plantas de C. juncea L. inoculadas com estirpe selecionada de Rhizobium, foram tratadas com solução nutritiva contendo N mineral de modo a fornecer 10 ou 20mg de N/N03 ou N/NH4. planta-1 . semana-1. As plantas controle receberam solução nutritiva sem N. Foram investigados os efeitos destas fontes de N no crescimento e na fixação de N2 em plantas com 30, 60 e 90 DAP. Aquelas que receberam N03 ou NH4 apresentaram crescimento superior ao de plantas -N em todas as idades. Este incremento em altura e MS ocorreu principalmente quando foi utilizada a concentração de 20mg de N. planta-1. semana-1. A presença de nódulos ocorreu em todos os tratamentos, sendo que plantas que receberam N/NH4 ou 10mg de N/N03 apresentaram maior nodulação até 90 DAP. O efeito de 20mg de N/N03 na MF dos nódulos, foi o mesmo que aquele do N2 fixado biológicamente em todas as idades amostradas. Não houve aumento no teor de N de folhas, dos 30 aos 60 DAP e a partir desta idade, houve diminuição em todos os tratamentos. Os maiores teores de legHb e proteínas dos nódulos foram verificados aos 30 DAP sendo que no caso de leggHb não foram detectados diferenças entre os tratamentos em todas as idades e em proteínas a partir dos 60 DAP. O padrão de proporção relativa entre leggHb/proteínas nos nódulos, variou entre os tratamentos de 35 a 56%. A atividade da N2ase não variou dos 60 para os 90 DAP, exceto no caso de plantas que receberam 20mg de N/NO3, quando a ARA foi maior / Abstract: Experiments with plants of Crotalaria juncea were conducted in greenhouse conditions. The plants were inoculated with a selected Rhizobium strain and treated with nutrient solution containing mineral nitrogen with 10 or 20mg of either N /NO3 or N/NH4. plant-1 . week-1 . The control plants received nutrient solution without N. An investigation was conducted on the effect of these sources of N on growth and nitrogen fixation of plants with 30, 60 and 90 days after sowing (DAS). Those that received NO3 or NH4 presented higher growth than ¿N plants, at all ages. This height and dry mass increment occurred mainly when the 20mg N.plant-1.week-1 was used. The presence of nodules occurred in all treatments and plants that received N/NH4 or 10mg of N/NO3 presented increased nodulation until 90 days. The effect of 20mg of N/NO3 on nodule dry mass, was the same of that of N2 fixation, for all harvests. There was no increase in N content in leaves, from 30 to 60 days on N plants and in those that received NO3. Plants treated with NH4 presented higher N content till 60 days and after this age there were a decrease in all treatments. The highest concentrations of legHb and protein in nodules were verified at 30 DAS and there were no differences in legHb content between treatments for any age and in protein from 60 DAS. The relative proportion pattern of legHb/protein in nodules, varied between treatments from 35 to 56%. N2ase activity did not vary from 60 90 days, with the exception of plants that received 20mg N/NO3, where ARA was higher / Mestrado / Mestre em Biologia Vegetal

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-07-05T16:06:21Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1909379 bytes, checksum: c5bece667ff7d4fd2bfc341cfd8fea34 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-05T16:06:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1909379 bytes, checksum: c5bece667ff7d4fd2bfc341cfd8fea34 (MD5) Previous issue date: 2017-03-07 / Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação / O Brasil se encontra em terceiro lugar no ranking mundial de produção de milho, 0 que contribui consideravelmente para o avanço do agronegócio do país. Contudo, há necessidade de incrementar a produtividade do milho devido ao aumento da demanda mundial por esse grão. Dessa maneira, torna-se necessário a utilização de práticas de manejo mais sustentáveis, de forma a otimizar a produção, proteger a biodiversidade dos agroecossitemas e amenizar os impactos ambientais. A inoculação de milho com bactérias promotoras de crescimento em plantas (BPCP), mediante fixação biológica de nitrogênio (FBN) é uma técnica promissora, por possibilitar incremento da produtividade da cultura e redução no uso de fertilizantes. Nesse sentido, o objetivo do trabalho foi selecionar estirpes bacterianas previamente isoladas de orquídea e lodo de esgoto de abatedouro de aves e, avaliar seu potencial de promoção de crescimento em plantas de milho em condições de viveiro e campo. Para isso, dois experimentos foram instalados para avaliar as respostas do milho a inoculação de bactérias promotoras de crescimento de plantas. O primeiro experimento foi desenvolvido em viveiro do tipo telado, no Setor de Floricultura da UFV-CAF e consistiu em uma avaliação do potencial de 24 bactérias isoladas de plantas de orquídea, as quais foram inoculadas em sementes de milho. A inoculação foi realizada pelo recobrimento das sementes de milho por duas horas com o meio bacteriano. O líquido restante foi aplicado uniformemente nos sulcos logo após a deposição das sementes em cada repetição. O experimento foi instalado em delineamento inteiramente casualizado com seis repetições, a unidade experimental foi um vaso com duas plantas de milho. Aos dias 30 após o plantio foram avaliadas as variáveis, altura da planta, diâmetro do colmo, número de folhas, matéria fresca da raiz, matéria fresca da parte aérea, matéria fresca total, matéria seca da raiz, matéria seca da parte aérea, matéria seca total. O segundo experimento consistiu na aplicação das nove bactérias mais eficientes em promover o crescimento do milho em viveiro, no campo. A inoculação das sementes de milho com as bactérias se deu de forma semelhante à do experimento I. O experimento foi conduzido em blocos casualizados, em condições de campo, no Setor de Horticultura da UFV-CAF. Aos 90 dias após o plantio foram analisadas as variáveis relacionadas ao milho para produção de silagem, sendo elas: altura da planta, altura de inserção das espigas, número de espigas, diâmetro do colmo, matéria fresca da parte aérea, matéria seca da parte aérea, conteúdo de nitrogênio na planta, conteúdo de fósforo e proteína bruta total do milho. Já aos 140 dias após o plantio foram realizadas as análises das variáveis do milho destinado à produção de grãos, sendo elas: número de fileiras de grãos por espiga, número de grãos por fileira, número de grãos por espiga, massa de 5 espigas sem palha, comprimento das espigas, massa de 1000 grãos, teor de nitrogênio nos grãos e produtividade do milho. Os dados correspondentes ao efeito da inoculação em ambos os experimentos foram submetidos à análise de variância, e as médias dos tratamentos foram comparadas pelo Teste de Tukey, a 5% de probabilidade. No presente trabalho foi verificado que a inoculação de sementes de milho com o isolado UFV-2212 em viveiro resultou em incrementos na matéria seca da raiz e matéria seca total de 75 % e 58 % respectivamente em relação ao tratamento controle. Em relação às análises do milho em campo atribuído à produção de silagem e grãos não foram encontradas respostas agronômicas favoráveis sobre o crescimento da planta e produtividade de grãos em comparação ao controle. Conclui-se, portanto, que a inoculação com BPCP, em viveiro proporcionou resultados positivos à cultura do milho, entretanto não refletiu em crescimento da planta e incrementos na produtividade dos grãos nas condições edafoclimáticas em que o trabalho foi realizado a campo. Portanto, há necessidade de novas pesquisas para aprimorar o processo de inoculação e permanência dos mecanismos bacterianos de promoção do crescimento de plantas a campo, pois verificou-se que a utilização de BPCP é uma prática promissora e com potencial para o desenvolvimento de formas de manejo mais sustentáveis. / Brazil is the world's third-largest corn producer, which contributes considerably for the great advance in agribusiness. However, there is a need to increase maize yield due its high global demand. Thus, it's necessary to use more sustainable management practices in order to optimize production, protect the agroecosystems biodiversity and mitigate the environmental impacts. The biological nitrogen fixation in corn, through inoculation with plant growth-promoting bacteria (PGPB) is a promising technique, since it allows an increase in crop yield and a reduction in the use of fertilizers. The objective of this work was to select bacterial strains previously isolated from orchid and from poultry slaughterhouse sewage sludge, and to evaluate their growth promotion potential in corn plants under seedlings nursery and field conditions. Two experiments were installed to evaluate corn responses to plant growth-promoting bacteria inoculation. The first experiment was carried out in a plant nursery at UFV-CAF and evaluated the potential of 24 isolated bacteria from orchid plants, each one inoculated in corn seeds. The inoculation was performed by soakins the corn seeds for two hours with the bacterial liquid. The remaining liquid was evenly applied to the grooves shortly after seed sowing on each replicate. The experiment was installed in a completely randomized design with six replicates, the experimental unit was a pot with two corn plants. Thirty days after planting the variables were evaluated, plant height, stem diameter, leaf number, fresh root matter, fresh shoot matter, total fresh matter, root dry matter, shoot dry matter, total dryness matter. The second experiment, in the field, consisted of the application of the nine most efficient bacteria to promote corn growth under nursery conditions. The corn seeds inoculation process with the bacteria occurred similarly to the first experiment. It was conducted in randomized blocks, under field conditions, at UFV-CAF. Ninety days after sowing, the variables related to com silage production were evaluated: plant height, cob insertion height, number of cobs, stem diameter, shoot fresh matter, aerial shoot dry matter, nitrogen content, phosphorus content and total crude protein of corn. A hundred and forty days after planting, the following variables for grain production were evaluated: number of rows per cobs, number of grains per row, number of grains per cob, mass of 5 cobs without husk, cob length, mass of 1000 grains, nitrogen content in the grain and corn yield. The data corresponding to the effect of the inoculation in both experiments were submitted to analysis of variance, and the means of the treatments were compared by Tukey test, at 5% probability. It was verified that the corn seeds inoculation with PGPB in nursery, resulted in increases of 58% in total dry matter in relation to the control treatment using the isolate UFV2212. In grain and silage production, no agronomic responses were found. It was concluded that inoculation with PGPB in nursery conditions provided positive results for com seedlings, however it did not reflect in yield increments under the edaphoclimatic conditions in which this work was carried out. Therefore, it is necessary to have new researches to better understand the inoculation process and how to improve bacterial survival in the field, since it has been verified that the use of PGPB is a promising practice for sustainable agriculture.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-08-03T13:31:49Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1889425 bytes, checksum: f7f4df94f4313ec77b1040eede2a82e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-03T13:31:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1889425 bytes, checksum: f7f4df94f4313ec77b1040eede2a82e1 (MD5) Previous issue date: 2018-02-21 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O nitrogênio interfere diretamente no processo de fotossíntese, pela sua participação na molécula de clorofila, aumentando sua eficiência e a produção de matéria seca. A agricultura de precisão consiste em fazer manejo a sítio específico das culturas agrícolas com base em informações de cada local. Dentre técnicas de agricultura de precisão, o uso de sensores para obter dados espectrais relacionados com as características agronômicas das culturas vem sendo amplamente utilizado. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o uso de sensores espectrais para recomendação da adubação nitrogenada, em pastagens de Urochloa brizantha cv. Xaraés na época seca. O estudo foi realizado no Campo Experimental da EPAMIG, em Leopoldina-MG. O delineamento utilizado foi em blocos casualizados, com 4 repetições e 4 tratamentos: uma testemunha sem aplicação de N (T T ), uma aplicação de N à taxa fixa constituindo a parcela de referência (T R ) e duas diferentes técnicas para aplicação de N à taxa variada (T G e T S ). As variáveis espectrais utilizadas foram leituras obtidas com um clorofilômetro portátil (SPAD 502) e um radiômetro (GreenSeeker). Os dados obtidos de forragem total, teor de proteína bruta e capacidade suporte do pasto foram submetidos à análise de variância. A comparação de médias foi realizada pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade (P<0,05). Os sensores utilizados no trabalho se mostraram eficientes para recomendação de adubação nitrogenada à taxa variada em pastagens de Urochloa brizantha, cultivar Xaraés. A adubação nitrogenada à taxa variada foi mais eficiente que à taxa fixa em Urochloa brizantha, cultivar Xaraés, pois obteve-se a mesma produtividade de forragem total, teor de proteína bruta e taxa de lotação utilizando menor quantidade de adubo nitrogenado. / Nitrogen directly interferes in the photosynthesis process, due to its participation in the chlorophyll molecule, increasing its efficiency and the production of dry matter. Precision farming consists of site-specific management of agricultural crops based on information from each location. Among precision farming techniques, the use of sensors to obtain spectral data related to the agronomic characteristics of the crops has been widely used. The objective of the present work was to evaluate the use of spectral sensors to recommend nitrogen fertilization in pastures of Urochloa brizantha cv. Xaraés in the dry season. The study was carried out in the Experimental Field of EPAMIG, in Leopoldina-MG. The experimental design was a randomized block design with four replicates and four treatments: one control without application of N (T T ), one application of N at the fixed rate constituting the reference plot (T R ) and two different techniques for variable rate application of N (T G and T S ). The spectral variables used were readings obtained with a portable chlorophyllometer (SPAD 502) and a radiometer (GreenSeeker). The data obtained from total forage, crude protein content and pasture support capacity were submitted to analysis of variance. The comparison of means was performed by the Tukey test at 5% probability (P<0.05). The sensors used in the work were efficient for the recommendation of nitrogen fertilization at a variable rate in Urochloa brizantha pastures, Xaraés cultivar. Nitrogen fertilization at the variable rate was more efficient than the fixed rate in Urochloa brizantha, cultivar Xaraés, because it obtained the same total forage yield, crude protein content and stocking rate using a smaller quantity of nitrogen fertilizer.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-19Bitstream added on 2014-06-13T18:44:27Z : No. of bitstreams: 1 cicero_eas_dr_jabo.pdf: 499254 bytes, checksum: 2953fb8dcadff8a6c63acdb3bda489bc (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A bactéria B. thuringiensis caracteriza-se pela produção de proteínas tóxicas a representantes de diversas ordens de insetos, as quais são codificadas por genes cry. Este trabalho foi realizado com objetivo de selecionar isolados de B. thuringiensis por meio da caracterização morfológica e molecular identificando as diferentes subclasses dos genes cry3, cry7, cry8, cry9 e cry35 e determinar a patogenicidade contra Sphenophorus levis, que é uma das mais importantes pragas da cultura da cana-de-açúcar. Foram utilizados 1128 isolados de B. thuringiensis e com a observação em microscópio com contraste de fases foram confirmadas como pertencentes à espécie de B. thuringiensis e três linhagens padrões. O material genético foi extraído pela matriz de troca iônica “Instagene Matrix” e submetido a PCR com iniciadores gerais cry3, cry7, cry8, cry9 e cry35 identificando-se 45 isolados com produto de amplificação para coleópteros, os quais juntamente com as linhagens padrões de B. thuringiensis var. tenebrionis, var. morrissone e var. tolworthi e testemunhas foram utilizados para a realização do bioensaio. A análise discriminante alocou os isolados em três grupos quanto à toxicidade de B. thuringiensis e os grupos ficaram assim definidos: um grupo de BAIXA efetividade, com 19,60% do total dos isolados, nesse grupo ficaram as testemunhas e uma linhagem padrão B. thuringiensis var. morrissone e isolados do LGBBA; um grupo de MÉDIA efetividade, com 66,67% do total dos isolados, nesse grupo ficaram duas linhagens padrões B. thuringiensis var. tolworthi e var. morrissone e isolados do LGBBA e um grupo com ALTA efetividade com 13,72% do total dos isolados do LGBBA, os quais podem ser considerados promissores no controle biológico de S. levis. / Molecular characterization and selection of B. thuringiensis isolates exhibiting potential control on Sphenophorus levis larvae. Bacillus thuringiensis is characterized by the production of toxic proteins to insects from a number of different orders which are coded by the cry genes. This work was developed aiming to select B. thuringiensis isolates using morphological and molecular analysis so as to identify different cry genes subclass for cry3, cry7, cry8, cry9 and cry35 and also to determine the pathogenicity levels against Sphenophorus levis larvae, that is one of the most important sugar-cane pests. As much as 1128 bacterial isolates together with three control strains were used and for the phase contrast microscopy and molecular analysis. The genetic materials were obtained using the Instagene Matrix that is an ionic matrix and the PCR primers used were developed for cry3, cry7, cry8, cry9 and cry35 genes. A total of 45 isolates were selected showing possible amplicons for coleopterans. These isolates together with the standard strains B. thuringiensis var. tenebrionis, var. morrissone a var. tolworthi were used for bioassays. A discriminating analysis has allocated the bacterial isolates within three groups of B. thuringiensis toxicity and these groups were defined as one with LOW effectivity, comprising 19,6% of the isolates and the control strains together with one of the control strains B. thuringiensis var. morrissone. Another group has revealed a MEDIAN effectivity with a total of 66.7% of the isolates including two other control strains B. thuringiensis var. tolworthi e var. morrissone and a third group with HIGH effectivity with 13.7% of the isolates which were considered as promising B. thuringiensis isolates for the control of S. levis larvae.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-13Bitstream added on 2014-06-13T19:22:43Z : No. of bitstreams: 1 kishi_lt_dr_jabo_prot.pdf: 679937 bytes, checksum: fee4252e785e3aad08913f7c07f58933 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Bactérias simbiontes conhecidos como rizóbios interagem com raízes de leguminosas e induzem a formação de nódulos fixadores de nitrogênio. Em rizóbios, genes essenciais para simbiose são compartimentalizados em ilhas simbióticas ou em ilhas no cromossoma. Para o entendimento da estrutura e evolução dessas ilhas simbióticas, é necessário analisar seu contexto genético e sua organização. O genoma parcial de B. elkanii SEMIA 587 apresenta hoje um total de 5.821.111 pb seqüenciados contendo 62,6 % de GC em 3941 Contigs, onde foram identificados 5381 ORFs. Uma suposta ilha simbiótica foi localizada através da identificação de genes relacionados à fixação e nodulação em comparação à ilha simbiótica de B. japonicum, encontrando 267 ORFs em B. elkanii, onde 17 ORFs foram identificadas como transposases. Assim, através destes resultados parciais pode ser possível averiguar que B. elkanii provavelmente sofreu um rearranjo genético no cromossoma, já que ele apresenta um tamanho menor que B. japonicum em relação ao tamanho do genoma. / Symbiont bacteria, commonly known as rhizobia interact with root legume and induce the formation of Nitrogen-fixing nodules. Among rhizobia, essential genes for symbioses are compartmentalized either in symbiotic islands or in chromosomal islands. For better understanding of the structure and evolution of these symbiotic islands, it is necessary to analyze their genetic context and organization. The work had as objective to analyze genes related to the symbiotic island in the partial genoma of the B. elkanii strain 587 has 5.821.111 bp sequenced, containing 62,6 % of GC in 3941 Contigs, been identified 5381 ORFs. A purported symbiotic island was localized through of the identification of related genes of fixing nitrogen and nodulation in comparison with the symbiotic island of B. japonicum, founding 267 ORFs in B. elkanii, where 17 ORFs were identified as transposases. So through these partial results could be possible to infer that B. elkanii probably shows a symbiotic island with genetic rearrange into chromosome, because it showed lower genome size than B. japonicum.